WO2009129809A2 - Vorrichtung und verfahren für den hochwasser-, küsten- oder kolkschutz - Google Patents

Vorrichtung und verfahren für den hochwasser-, küsten- oder kolkschutz Download PDF

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    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for flood, coastal or Kolkschutz.
  • Such devices and methods are used, for example, for the protection of coasts, islands, structures on and in the sea, canals, harbors and water bodies. Their main task is to ensure lasting protection against the effects of swell, storm tides, waves, currents and tides.
  • Prior art devices include dunes, dikes, revetments, breakwaters, groynes, braces, barriers and tail units. Disadvantage of these devices is that they are exposed by the acting currents and forces permanent destruction that make extensive repairs necessary.
  • the object of the invention is therefore to propose an apparatus and a method for flood, coastal or Kolkschutz that offer a durable, cost effective and thereby effective protection.
  • the device for flood and coastal protection has one or more elastic plates and fastening means for fixing the plates to the protected areas.
  • the back or the bottom of the plates serves as a support surface for the ground or the ground and the front or the top of the plates serves as
  • the flexibility of the plates has several advantages.
  • the plates adapt to the course of the coastline or unevenness of the ground, on the other hand, the plate can absorb the energy of the waves and swirls by their flexibility and elastic properties and is thus more resistant and durable than known, rigid devices.
  • the device is also accessible by persons or passable by vehicles.
  • a further advantage is that the device is safe for floating persons or in a collision with watercraft.
  • the elastic plates may be single-layered or consist of several layers. The elastic panels can be laid directly on a floor surface, for example, on flood prone beach areas.
  • the sand or soil surface can be located on land or under the water or sea surface.
  • the device can be used for the protection of coastal or near-water structures or as Verkolkungstik for offshore structures. Verkulkung is understood to mean erosion phenomena of a water-covered soil due to currents. In offshore In the area, the proposed antiskid protection has the advantage that it can easily be dismantled and leaves behind an obstacle-free seabed.
  • the elastic plates are made of rubber.
  • Rubber is a particularly lightweight, durable, durable and recyclable material. A significant advantage of rubber is its
  • the rubber can also be made of natural rubber environmentally friendly. It has been found that a particularly good protection is achieved when the plate has a thickness of about 2 cm. Suitable elastic panels are available in an area of about one square meter or as rolls several meters wide and up to several hundred meters long. They can be transported as rolls in a way to the protected areas and then unrolled and fastened there.
  • the elastic plates are by vulcanization or mechanically by means
  • Connecting means interconnected As a result, larger portions of an endangered area can be protected, i. up to a few square kilometers or more.
  • the flexibility or rigidity of the plates is improved as required by the fact that the elastic plates have one or more inserts, in particular made of textile fabric, or a reinforcement of steel rods, steel wires or steel cables in the material.
  • the panels can then also absorb greater pressure and tensile forces and are also accessible and passable.
  • the elastic plates are fixed by means of fasteners at the points to be protected. This can be, for example, a side of a dyke facing the water, a dune or the edge of a coastline.
  • fastening means particularly earth screws, Erdsp fonde or Zement confuseanker are suitable by means of which the plates are securely anchored in the ground.
  • the elastic plates have openings through which the fastening means are passed. The openings are then each covered by a head of the earth screws, Erdsp fauxe or Zement confuseanker.
  • the fasteners can also rest on the elastic plates, such as concrete beams or pre-rinsed sand.
  • a particularly stable anchoring is possible by a cement rinsing anchor.
  • This comprises a tube with a tube plate arranged at the upper end, which has a hole for the upper tube opening and an upper internal thread for a screw plug with a head plate.
  • a drill bit At the lower end of the tube is a drill bit. Through the tube, a liquid cement suspension or other binder is pressed and the
  • cement rinsing anchor driven into the ground.
  • the cement emerging at the lower pipe opening surrounds the pipe and anchors it after hardening in a form-fitting manner in the ground.
  • the elastic plate is placed with a hole over the tube plate of the cement rinsing anchor and screwed the plug through the hole in the internal thread of the pipe.
  • the elastic plate or the interconnected elastic plates are clamped watertight between the tube plate and top plate and anchored securely in the ground.
  • one opposite the plates angled sheet pile wall is provided at its two lateral ends.
  • the sheet pile wall can be a separate, attached to the plates part. It may also be formed as an end portion of the elastic plates themselves, which has a curvature at its beginning and thus extends away from the water toward the land side.
  • the bottom plates serve as a large-area support for the device and thus prevent subsidence in the ground.
  • the floor panels may rest directly on the floor surface or be located within the floor.
  • the elastic panels are also connected to floor panels with horizontal or inclined support members.
  • the support members thus fix the elastic plates in a vertical or inclined position relative to the bottom plate by forming a self-supporting frame. In this embodiment, it is therefore not necessary for the plates to rest on a substrate with their rear side during assembly.
  • the support members have the purpose to prepare the device for a sand pre-rinse and to avoid additional and duplicate work thereafter.
  • Another advantage is that the bottom plates and the support members absorb pressure and suction forces acting on the elastic plates. Longitudinally extending support members also absorb forces acting in this direction. Overall, the device is thus stabilized by bottom plates and support members.
  • a further fixation and stabilization of the device results from the fact that the bottom plates have anchoring elements for anchoring in the ground.
  • the elastic plates have support elements extending along their lower edge, which are preferably designed as profiles which are approximately T-shaped in vertical cross-section.
  • the support elements serve to fix and stabilize the device.
  • the elastic panels have depressions or protuberances on their upper side for holding sand or other soil material. As a result, the removal of sand due to the Aolian transport is prevented or reduced.
  • the depressions or elevations may be formed by an additional layer which is applied by gluing or vulcanization.
  • the elastic plate may be integral with the recesses and protrusions cut from the material of the elastic plate.
  • the elastic plates may have continuous water drainage openings. As a result, collects at a tide above the elastic plates no water, but this runs through the plates into the soil from. This avoids that the water forms a liquid suspension with sand, which could then easily be flushed away. The sand thus remains above the elastic plates and serves as additional protection.
  • a water-permeable, sand-impermeable filter layer in particular a nonwoven fabric layer, is provided, preferably on the underside of the elastic plates. As a result, it is avoided when passing water through the water drain holes that sand is flushed.
  • polyester such as PET or PTFE in question.
  • the device comprises at one end portion of the interconnected elastic plates a weight element, preferably concrete, for pulling down or pressing the elastic plates.
  • the weight element may be attached to one of the water side facing or the side end portions.
  • the surface formed by the connected plates is curved and forms a particularly favorable hydrodynamic shape, which serves as a ramp surface for waves. The force of the waves is absorbed and led upwards. Should the soil sag or be undermined below the weight member, then the weight member will move down together with the panel, thereby restoring the protective effect.
  • the interconnected elastic plates are formed as at least one upwardly open, trough-like depression which is filled with sand and / or other material.
  • the sand is introduced into the trough-like depression as in the case of a sand pre-rinse, with the surface of the sand introduced above it normal water level.
  • a flat, horizontal surface is created, the water has no point of attack in a storm surge or flood to remove sand. This reliably prevents the sand from being washed away.
  • An inexpensive construction results from the fact that the walls of the trough-like depression are formed as a folding or folding of the elastic plates.
  • the trough-like depression has at its bottom elevations which extend from its water-facing wall to the land side. This results in an effect that is to be achieved in principle by groynes, namely to prevent sand removal by cross flows.
  • the surveys according to the invention are more effective because they are completely within the tub and are in the sand, so are not washed directly by water.
  • the elevations are cost-effectively designed as folding or folding the elastic plates.
  • the elastic plates that form the trough-like depression have water drainage openings and a filter layer, in particular a nonwoven layer, in order to be permeable to water and impermeable to sand. As a result, water that accumulates in the trough-like depression flows through the water drainage openings, without the sand being washed away, since this is retained by the nonwoven layer acting as a filter.
  • a water-permeable, sand-impermeable filter layer in particular a nonwoven fabric, is provided on one or more end regions of the interconnected elastic plates, on which preferably a reinforcement is arranged. This makes it possible to secure and secure the floor in the area of the filter layer, without interrupting the water's seepage line.
  • Reinforcement serves to stabilize the filter layer, making it passable.
  • the invention also includes a method for flood, and coastal or Kolkschutz.
  • a device according to claim 1 is fixed with one or more elastic plates by means of fastening means at the points to be protected.
  • the Device also have features, each claimed in claims 2 to 17 are claimed.
  • Figure 1 shows a vertical section of the device 1 with a coastal portion 12;
  • Figure 2 is a detail view of the device 1 of Figure 1 in vertical section;
  • Figure 3 is a vertical section of the device 1 with a Sandvor Whyung 19;
  • Figure 4 is a front view of the device 1;
  • Figure 5 shows a vertical section of a second embodiment of the device 1 with a coastal portion 12;
  • Figure 6 is a vertical section of a third embodiment of the device 1 for use on an inland water
  • Figure 7 is a plan view of a fourth embodiment of the device 1 with sheet piles 21, 23;
  • Figure 8 is a detail view of a fifth embodiment of the device 1 with a coil spring 32 in vertical section;
  • Figure 9 is a detail view of a sixth embodiment of the device 1 with tension spring 33 in vertical section;
  • FIG. 10 is a detail view of a seventh embodiment of the device 1 with a tube 48 in vertical section;
  • FIG. 11 a shows an overall view of an eighth embodiment of the device 1 with a nonwoven fabric 63 and a reinforcement 60 arranged above it in vertical section;
  • Figure 11 b is a detail view of the nonwoven fabric with the above reinforcement arranged in Figure 4a in vertical section;
  • Figure 12 is a perspective view of a three-layer elastic plate 75
  • Figure 13a is an overall view of a device 1 with three-layer elastic plates 75 of Figure 1 in vertical section;
  • FIG. 13b a detail view A according to FIG. 13a in vertical section
  • Figure 14 is an overall view of another embodiment of the device 1 with a concrete element 73 in vertical section;
  • Figure 15 is a schematic overall view of another embodiment of the device (1) with a trough-like hollow body (100) in vertical section;
  • Figure 16a is a schematic plan view of the trough-like recess 100
  • Figure 16b is a schematic view of the trough-like recess 100 of Figure 2a in vertical section;
  • FIG. 17 shows a detail view of a further embodiment of the device 1 with a cement rinsing anchor 207 in vertical section;
  • Figure 18 is an overall view of another embodiment of the device 1 with a beach wall 300 in vertical section;
  • Figure 19 is an overall view of another embodiment of the device 1 as a scouring protection with a monopile 301 in vertical section;
  • Figure 20 is an overall view of another embodiment of the device 1 without sanding in vertical section; and Figure 21 is an overall view of another embodiment of the device 1 with concrete beams in vertical section.
  • the device 1 comprises a plurality of elastic plates 2 made of rubber or hard rubber, which are waterproof connected to each other (not shown).
  • the plates 2 have a thickness of about 2 cm. They are particularly lightweight, durable, durable and recyclable.
  • suitable rubber sheets are available in various thicknesses and textile inserts in one piece as rolls with a length of several meters to several hundred meters in the trade.
  • the reference numeral 10 denotes a water surface, while the bottom surface of sand is designated by the numeral 12.
  • the bottom surface 12 is partially below the water surface 10, partially above it.
  • a sand dune formation is shown, the inclination slope 12 rises steeply and finally reaches a demolition edge 13.
  • the water level 10 can rise.
  • the surface of such a risen water level is denoted by the numeral 11 and shown in dashed lines. Without protection device 1, the waves constantly hit the sand dune in the event of a storm surge, which in the long term would cause a further demolition at the edge 13 and finally a loss of land.
  • the device 1 prevents this by the front 16 of the plates 2 serves as a ramp surface for water 11 or waves.
  • This allows the plates 2 made of rubber absorb the energy of the waves 11 by means of their elastic properties and thus protect the underlying bottom surface 12th from being washed away by the water. Due to their material properties, the plates 2 can withstand a pressure of more than 1 t / m 2 . Due to their compliance, they are also much more durable than known, rigid revetments and require no repairs. They adapt by their elasticity unevenness of the soil surface 12 and the course of the coastline.
  • the plates 2 are securely anchored by means of ground screws 3 in the ground 12. Instead of ground screws 3, earth spikes, sand anchors or other fastening means can also be used.
  • the plates 2 have an angle of inclination relative to the horizontal.
  • an inclined ramp surface 16 is formed for impinging waves and thus led the energy of the water occurring upwards and degraded.
  • the angle of inclination can be adapted to different ground conditions or slope angles.
  • a water-permeable but sand-impermeable three-layer embodiment of the plate 75 is advantageous, which is shown in FIG.
  • the plates 2 are embedded in the subsurface of sand about 1, 50 m, while the other area is exposed and thus visible. This ratio can also be adapted to different soil or coastal conditions. Overall, the plates have a height of about 3 to 6 meters. The plates can also be considerably higher and adapted to different Tidenhube.
  • the surface of the front face 16 of the elastic panels 2 has a coating of sand.
  • the coating of sand for example, be applied so that applied to the rubber surface 16, an adhesive and then sprinkled with sand.
  • the surface may also have a color layer, for example sand colors, earth colors or green.
  • the device 1 could be covered by flushed sand and therefore not be visible.
  • the device 1 can also be used as a flood protection for inland waters.
  • Flood-risk areas near rivers are generally protected by dikes. Often, these dikes can not withstand long-lasting floods. The reason is that the dikes are moistened over time by the water and thus lose their stability.
  • the dykes can now be protected against moisture penetration by the plates 2 are arranged on the water-facing side of the dike. The water can not penetrate the device 1, since the plates 2 are made of rubber and, for example, by vulcanization, waterproof connected to each other.
  • the inclination angle of the plates 2 corresponds approximately to the embankment slope of the dike.
  • the plates 2 can be provided with holes to make them permeable to water. About 5 to 8 cm above the plates 2 to arrange a stainless mesh, to fill the whole with Kleiboden and sow with grass, so that the grass roots grow through the mesh and the water-permeable plates. This layer then forms a very tear-resistant dyke surface
  • Another use is to use the device 1 shown in Figure 1 for sealing the bed of shipping channels to reduce their loss of water through leakage.
  • the device 1 can also be used to protect the banks of rivers. To restore the natural habitat in the In the area of rivers but also for reasons of flood protection, rivers are increasingly being renatured. They are then no longer straight but partially curved. In the area of these bends, currents occur which can lead to under-flushing of the bank and therefore have to be secured by a revetment of stones. The endangered shorelines can be better protected by the invention since the device 1 is easier to construct and more durable and less expensive.
  • FIG. 2 shows a detail view of the device 1 from FIG. 1 in vertical section. It is shown a portion of the elastic plate 2 made of rubber, the back 17 rests on a substrate and the front side 16 faces the water.
  • the plate 2 has a thickness of about 2 cm and has, for example, a plurality of textile inserts 14 in order to improve the stability and flexibility of the plate 2.
  • the plate 2 can thereby be exposed to loads of more than 1 t / m 2 .
  • the plate 2 has an opening 8, through which a ground screw 3 with a thread 15 is guided.
  • the core diameter of the ground screw 3 is about 25 mm.
  • Washer 4 is provided, which is fixed by the head 9.
  • a reinforcement which consists for example of a fabric insert, serves to stiffen the plate 2 in strong suction forces due to running off water. As a result, excessive deformation of the elastic plate 2 and a cavitation on the back 17 is avoided.
  • FIG. 3 shows a vertical section of the device 1 as in FIG. 1 in the transition region between the water surface 10 and the bottom surface 12 of a sand dune formation.
  • a sand pre-rinsing 19 takes place after the construction of the device 1, a sand pre-rinsing 19 takes place.
  • the bottom surface 12 runs on the Water side at a shallower angle to the sand dune too.
  • the device 1 is completely underground, because it is covered by pre-washed sand 19.
  • the sand dune formation is stabilized as such, because no sand can slip towards the water side.
  • Another protective effect arises when the dashed water level 11 rises at high tide or a storm surge.
  • the protection is also provided by the pre-rinsed sand 19. If the pre-rinsed sand 19 has been removed in the course of the storm surge, the device 1 completely assumes the protective function, specifically as shown in FIG. There is no land loss.
  • Figure 4 shows a front view of the device 1. It is an elongated plate 2 shown in rubber, which is fixed at regular intervals with earth screws 3 in the underground. If the length or height of a plate 2 is not sufficient, then several plates 2 can also be connected to each other (not shown), on the sides or on the top and bottom sides. These are then connected together by means of vulcanization or mechanical fasteners watertight. In this way, arbitrarily long and high coastal or dyke sections or the like can be protected.
  • the elastic plates 2 at the two outer ends of the device 1 have a curvature and thus extend away from the water toward the land side. They thus form a sheet pile wall 21, which prevents backwashing of the device 1.
  • FIG. 5 shows a vertical section of another embodiment of the device 1 with a coastal section.
  • a horizontally arranged bottom plate 6 is additionally provided as a fastening means, which is connected at its one edge to the back 17 of the elastic plate 2.
  • the elastic plate 2 is also connected by means of obliquely and horizontally extending support members 5 with the bottom plate 6.
  • the support members 5 fix the elastic plates 2 in a position inclined relative to the bottom plate 6.
  • another bottom plate 6 is arranged vertically.
  • the support members 5 and bottom plates 6 thus form a stable frame.
  • the Device 1 is self-supporting by the frame, ie the back 17 of the elastic plate 2 does not need to rest on the bottom surface 12 during assembly of the plate.
  • the horizontal base plate 6 also has anchor elements 7, which fix their position in the ground.
  • the elastic plate 2 has a running approximately T-shaped profile 18 as a support element.
  • the profile 18 closes the plate 2 downwards and anchors them in the ground.
  • the bottom plate 6 and the profile 18 also serve as a large-scale support for the device 1, which prevents sinking. Another advantage is that the bottom plate 6, the support members 5, the profile 18 and the anchor elements 7 absorb compressive and tensile forces acting on the elastic plate 2, and therefore increase the overall stability of the device 1.
  • FIG. 5 shows the course of the ground surface 12 of a sand dune formation after a storm surge.
  • the device can be used as an assembly aid for subsequent flushing of sand.
  • the device 1, as shown in Figure 5 are constructed in the region in front of the demolition edge 13. This is fast and inexpensive possible, since all components of the device 1 are finished parts.
  • the watertight connection of the plates 2 in this embodiment is not by vulcanization but by mechanical connectors (not shown).
  • the device 1 After the construction of the device 1 is a Sandvor Seriesung. The course of the surface after such Sandvor Seriesung is shown with a dashed line 20. The device 1 then completely covered by sand 19 and no longer visible. It then serves to attach and secure the Sandvor mecanicung 19. Further Sandvor Studungen 19 also need not or more rarely be repeated, resulting in low costs.
  • the shown embodiment of the device 1 allows not only flood and coastal protection but also other uses. It can be used, for example, as a support to prevent the movement of moving dunes.
  • Figure 6 shows a vertical section of a third embodiment of the device 1, which is particularly suitable for use on inland waters.
  • horizontally, vertically and obliquely extending support elements 5 form a stable frame, whereby the device 1 is self-supporting.
  • the plates 2 have no inclination and are mounted in a vertical arrangement on the frame formed from the support members 5.
  • solid foundations 22 made of concrete in the bottom 12 are provided. On the foundations 22, the support elements by means of screws 3 are releasably attached.
  • the components 2, 3, 5 of the device 1 are designed as finished parts, which can advantageously be quickly assembled and dismantled.
  • At normal water level 10 of the inland water body only the foundations embedded in the ground 12 are present. As a result, the natural environment is not impaired visually and ecologically by a protective device. Threatens a flood by rising water level, then the device
  • the anchoring of the device 1 in the ground 12 can also take place by means of earth screws or the like, as shown in FIG.
  • Figure 7 shows a plan view of a fourth embodiment of the device 1 with two sheetpings 21, 23. At one side of the device 1 is the
  • Sheet pile 21 may be formed as an end portion of the elastic plate 2, which has a curvature and thus extends away from the water 10 toward the land side 12 back. On the other side, the sheet pile is a separate, to the plate
  • FIG. 8 shows a fifth embodiment of the device in a detail view in vertical section.
  • a detail of one of a plurality of elastic rubber plates 2 is shown, which rest with its rear side 17 on a sloping bottom surface 12.
  • the illustrated rubber plate 2 has an opening 8 in which an inner plate 52 is arranged, which is formed by cutting out of the elastic rubber plate 2.
  • the inner plate 52 has an opening 58 through which a serving as a fastening means 3 Erdsp collect 3 is guided in the bottom 37 and anchored there.
  • the bottom 37 may be, for example, the sandy bottom of a dune.
  • a base plate 40 On the front side 16 of the rubber plate 2 and the inner plate 52, a base plate 40 is arranged, whose diameter is larger than the diameter of the opening 8. As a result, the opening 8 is completely closed by the base plate 40.
  • the base plate 40 and the elastic rubber plate 52 are glued together 38 and so firmly connected.
  • the base plate 40 also has an opening 41 for the ground spike 3, wherein the diameter of the opening 41 corresponds approximately to the outer diameter of the ground spike 3. In this way, the ground spike 3 can slide along the opening 41 and seals it off.
  • the ground spike 3 is first set in the base plate opening 41 and then the base plate 40 is placed on the inner plate 52. A possible center offset of the ground spike 3 can then be compensated because the opening 58 is considerably larger than the outer diameter of the ground spike 3.
  • the base plate 40 is then glued 38 with the inner plate 52 and the elastic plate 2 is held in the bottom 37.
  • a protective cap 31 is attached, which forms a mechanical protection for a trained as a helical spring 32 biasing member 30.
  • the coil spring 32 is located partly within a spring sleeve 39, the wall outer surfaces of which is enclosed by the protective cap 31.
  • On the wall 45 of the spring sleeve 39 is located below an annular base 46, on which the coil spring 32 rests with its lower spring end 43.
  • the upper spring end 44 rests on a bearing surface 34, which is formed by a thickening of the wall thickness of the protective cap 31.
  • Coil spring 32 is permanently compressed by the bearing surface 34 of the protective cap 31 and the surface of the base 46 and is biased in this manner. Should water penetrate into the cavity 47 formed by protective cap 31, spring sleeve 39 and base plate 40, this can escape through drain opening 42.
  • the protective cap 31 is fastened by means of the locking screw 35 to the ground spike 3, so that it rests on the base plate 40.
  • the ground spike 3 has an internal thread (not shown) into which the closure screw 35 can be screwed.
  • FIG. 8 shows a detail view of a sixth embodiment of the device according to the invention in vertical section.
  • the biasing member 30 is formed as a prestressed tension spring 33, which is arranged in the interior of the ground spike 3.
  • the protective cap 31 is flatter and more compact than in the embodiment in Figure 7.
  • the embodiment is particularly suitable when the bottom surface 12, as shown in Figure 2, has no slope and the elastic plates 2 of the device are arranged substantially horizontally.
  • the flat and compact protective cap 31 does not visually noticeable or disturbing.
  • a base plate 40 is disposed below the protective cap 31, which is provided with an inner plate 52 by means of a Bond 38 is connected.
  • the inner plate 52 has an opening 58 as a passage for the central part of the ground spike 3.
  • the ground spike 3 is surrounded in an upper portion of a protective sleeve 36.
  • the elastic plate 2 is pressed by acting as a biasing member 30 tension spring 33 in the direction of the bottom 37 and moves at a compression or sagging of the bottom 37 along the axis of the spit 3 until it rests on the bottom surface 12 ,
  • tension spring 33 the tension spring 33
  • the protective cap is held, a (not shown) safety rope is provided.
  • the inner plate 52 is formed by cutting out of the elastic rubber plate 2 and then glued 38 with the base plate 40.
  • An opening 41 in the base plate 40 serves to carry out the tension spring 33 and the safety rope.
  • water-impermeable textile material made of PTFE or a non-woven fabric 63 with a geogrid 60 as reinforcing means can also be used for the elastic plate 2 (see FIGS. 4a, 4b).
  • FIG. 10 shows a detailed view of a seventh embodiment of the device. This is simpler in construction than the exemplary embodiments shown in FIGS. 8 and 9.
  • an elastic plate 2 with an opening 8. Through the opening 8 a ground spike 3 is guided. It has a head 9 which covers the opening 8.
  • a hexagonal disc 50 is formed on its upper side and a tube 48 is formed on its underside, which tapers downwards.
  • the diameter of the opening 8 is slightly larger than the outer diameter of the tube 48, so that the opening 8 is sealed by the tube 48, but still a movement of tube 48 and elastic plate 2 against each other is possible.
  • the outer surfaces of the tube 48 thus form sealing guide surfaces for the elastic plate 2.
  • the elastic plate 2 can become a Moving the along the pipe 48 run until it rests on the compacted bottom surface 12 again.
  • the head 9 is then rotated by means of the hexagonal disc 50.
  • the ground spike 3 moves into the ground 37 by means of its thread (not shown) and thus fixes the elastic plate 2.
  • the hexagonal disk 50 can also be offset in the head 9 so that no stumbling edges are created.
  • FIG 11 a shows an overall view of an eighth embodiment of the flood and coastal protection device 1 with a nonwoven fabric 63 and a reinforcement 60 in vertical section.
  • the device 1 is completely covered by rinsed sand 19. It has one or more elastic plates 2 made of rubber or hard rubber, which are interconnected (not shown) and anchored by means of earth screws 3 in the ground 37.
  • the bottom surface 12 is partially below the water surface 10, partially above it. Behind the water a sand dune-like formation is shown, the inclination slope 12 rises steeply and finally reached an edge 13. At high tide or a storm surge, the water level 10 can rise and reach the level indicated by the numeral 11.
  • the elastic plates 2 have on their underside a grid connection 61, by means of which they are connected to a nonwoven fabric 63 and an overlying reinforcement 60. This makes it possible in the area of the nonwoven fabric 63 and the reinforcement 60, to secure the bottom 37 and secure, without interrupting the seepage line (not shown) of the water.
  • the nonwoven fabric 63 is made of, for example, PET or PTFE, which is permeable to water while retaining sand.
  • the nonwoven fabric 63 has a high mechanical strength, in particular tensile strength and can be laid quickly and inexpensively.
  • nonwoven fabric 63 with the reinforcement 60 as a composite plate (not shown).
  • FIG. 11 b shows a detail view of the nonwoven fabric 63 with the reinforcement 60 arranged thereon from FIG. 11 a in vertical section.
  • the purged sand 19 from the water be removed so that nonwoven fabric 63 and reinforcement 60 directly to the bottom surface 12 rest.
  • fastening means 3 the same earth screws or earth spikes are provided, which also serve as fastening means 3 for the elastic plates 2 of the device 1.
  • Another advantage of the nonwoven fabric 63 and the geogrid 60 is that the arrangement 63, 60 can be walked on by persons.
  • FIG. 12 shows a development of the above-described elastic plate 2 as a three-layer composite plate 75, which is used in particular for flood and coastal protection.
  • Several such plates 75 which are interconnected at their edges, are placed in the shore or coastal area for attachment to flood-prone sandy soil and then covered with sand.
  • the elastic plate 75 is constructed as a composite plate of three layers.
  • the upper holding layer 70 is made of rubber and is dyed yellow or sand-colored. It is thus color adapted to the environment.
  • the plate 75 has numerous smaller, circular depressions 71.
  • the recesses 71 may receive and hold sand or other soil material (not shown). As a result, the removal of sand due to the Aolian transport is prevented or reduced.
  • As the middle layer 74 there is provided an elastic rubber plate with inlaid steel wires or fabric inserts (not shown). As a result, the plates 75 can absorb large pressure and tensile forces.
  • the holding layer 70 and the middle layer 74 have continuous
  • a nonwoven fabric layer 63 made of polyester is additionally provided. This acts as a water-permeable filter. While water can flow unhindered through the water drainage openings 72, puddled sand is retained by the nonwoven fabric layer 63. If sand is mixed with a little water, a very tough and rigid mixture forms first. Increasing the water content, it comes to a phase jump and it forms a liquid suspension with low viscosity. The suspension is then easily washed away and can not perform a protective function on a vulnerable coast. As a result of the filter function of the three-layered plate 75, the water runs through the layers 70, 74 into the soil and is thus separated from the sand. The formation of a low-viscosity suspension is thus avoided. This results in a further protective function of the device 1, by the sand removal is reduced.
  • the described elastic plates 75 may be connected together as part of the device 1 by vulcanization, gluing or by means of connecting elements (not shown). It is also possible to combine single-layered plates 2 with multilayer plates 75 (see FIG. 3) or to use the plates 75 for other protective devices.
  • FIG. 13a shows an overall view of a device 1 with single-layer elastic plates 2 and three-layer elastic plates 75 according to FIG. 1 in vertical section.
  • the plates 2, 75 are connected together in a watertight manner by means of connecting elements (not shown).
  • the device 1 is completely covered by rinsed sand 19. It has one or more elastic plates 2, 75 made of rubber or hard rubber, which are connected to each other and anchored by means of earth screws 3 in the bottom 37.
  • the bottom surface 12 is partially below the water surface 10, partially above it. Behind the water a sand dune-like formation is shown, the inclination slope 12 rises steeply and finally reached an edge 13. At high tide or a storm surge, the water level 10 can rise and reach the level indicated by the numeral 11.
  • the elastic plates 2 In the area of the slope, the elastic plates 2 have a large inclination to the horizontal. In this area, they are single-layered, ie in this area the device 1 is both sand and water impermeable. In the area of the purged sand 19 are three-layer elastic plates 75. These have a low inclination and are almost horizontal in the Sand flushing 19 arranged. The plates 75 are permeable to water through the continuous water drainage openings 72, while sand is retained by the lower layer of nonwoven fabric 63. In this area, the device 1 is thus permeable to water but impermeable to sand.
  • the nonwoven fabric 63 also has a high mechanical strength, in particular tensile strength. Since the two other layers 70, 74 of the elastic plates 75 have a very high mechanical strength, the device 1 is both accessible and passable.
  • FIG. 13b shows a detailed view A of the elastic plate 75 according to FIG. 13a in vertical section.
  • Figure 14 shows an overall view of an embodiment of a device with a concrete element 73 in vertical section. It shows the course of the soil surface 12 and the water surface 10 of a sand dune formation as it appears after a storm surge.
  • the bottom surface 12 is partially below the water surface 10, partially above it.
  • the device 1 with the elastic plates 2, 75 lies partly directly on the ground surface 12.
  • a concrete element 73 is attached to the corresponding elastic plates 75 as a weight.
  • the concrete element 73 pulls down the elastic plates 75, which are thereby lower in the bottom 37 than the plates towards the land side.
  • the concrete element 73 can also be combined with the device 1 shown in FIG. 13a.
  • FIG. 15 shows a schematic overall view of a further embodiment of the device 1 with single-layered elastic plates 2 and multilayer elastic plates 75 in vertical section.
  • the elastic plates are 2, 75 are made of rubber or hard rubber and are connected together. For attachment, they are anchored by means of earth screws 3 in the bottom 37.
  • the sand surface 12 is partially below the water surface 10, partially above it.
  • Behind the water 103 a sand dune-like formation 106 is shown.
  • the elastic plates 2 In the region of an embankment of the sand dune-like formation 106, the elastic plates 2 have a large inclination to the horizontal. In this area they are single-layered, i. In this area, the device 1 is both sand and water impermeable.
  • the distance between plates 75 and the sand surface 12 increases.
  • the plates 75 form a recess or an upwardly open, trough-like depression 100.
  • the resulting cavity is filled with pre-rinsed sand 19.
  • the sand is introduced as in a Sandvor Whyung, the surface 12 of the introduced sand is above the normal water level 10. This results in a flat, almost horizontal surface 12.
  • the water 103 has in a storm surge or high tide no point to remove the sand 18. This reliably prevents the sand 19 from being washed away.
  • the sand 19 is held by the walls 101, 104 of the trough-like depression 100.
  • the walls 101, 104 are formed by folding the elastic plates, whereby no additional components are needed.
  • three-layer composite panels 75 are provided, as shown in FIG.
  • the perforated plates 75 are permeable to water by continuous water drainage openings (see FIG. 12), while sand is retained by a layer of nonwoven fabric (see FIG. 12), whereby the device 1 is permeable to water but impermeable to sand.
  • water flows immediately through the water drainage holes and it forms no water / sand suspension, which has a low viscosity and therefore can easily be washed away or removed.
  • the plates 2, 75 are anchored by numerous ground screws 3 in the sand 37. In the area of the trough-like depression 100, the ground screws 3 are not necessarily needed, since the plates 75 are fastened here by the purged sand 19.
  • concrete elements 73 are attached as a weight in continuous intervals on the corresponding elastic plates 2, 75. Also on the side
  • FIG. 16a shows a schematic top view of the trough-like depression 100, which has numerous interconnected plates 75. It is a waterline 105, so the transition region between water 103 and sand 37 shown.
  • the trough-like depression 100 has an approximately rectangular shape with four side walls 101, 104, which are formed by folding the plates 75.
  • the trough-like depression 100 is arranged so that it has a sufficient distance from the waterline 105 and the dune formation 106, so that at high tide or a storm surge, the incoming or outgoing water has the lowest possible vertical flow velocity.
  • the trough-like depression 100 has at its bottom elevations 102, which are likewise formed by folding the plates 75.
  • the elevations 102 extend from the water 103 facing wall 104 toward the land side. This results in an additional effect, as it should be achieved in principle by groynes, namely to prevent sand removal by cross flows.
  • the bumps 102 of the invention are more effective because they are completely within the tub 100 and are in the sand, that is, they are not directly bathed in water.
  • the illustration serves only to illustrate, since the trough-like depression 100 completely covered by pre-washed sand 19 (see Figure 16b) and thus is not visible.
  • the dimensions of the trough-like depression 100 and the elevations 102 and their distances from each other are not shown to scale.
  • FIG. 16b shows a schematic view of the trough-like depression 100 from FIG. 16a in vertical section. It can be seen that the projections 102 are formed by unfolding of the elastic plates 75, whereby no additional components are needed and a cost-effective design of the device 1 is possible. The areas between the elevations 102 and above the elevations 102 are filled with pre-rinsed sand 19.
  • FIG. 17 shows a detail view of a further embodiment of the device 1 with a cement flush anchor 207 according to the invention in vertical section.
  • Cement purging anchor 207 consists of a stainless steel tube 208 with crown-like teeth 216 at the lower end.
  • a tube plate 209 In the upper part of a tube plate 209 is made
  • the tube has an internal thread 212 in the upper region.
  • the cement rinsing anchor 207 is placed vertically on the beach or ground surface 12. Then, a cement slurry 212 is pumped down through the pipe opening 211. Due to the rinsing effect of
  • the Zementiereanker 207 can easily flush into the ground 37 until the tube plate 209 rests on the bottom surface 12. After curing of the cement, a positive connection between the Zementiereanker 207 and the bottom 37 forms. This allows the Zementsammlunganker 207 are firmly anchored in sand. Then, the bonded elastic rubber sheets 2 are laid on the bottom surface 12. These have an opening 8. Through this opening 8 of the elastic rubber plates 2, the plug screw 213 is guided and screwed through the hole 210 and the tube opening 211 in the internal thread 212, whereby an elastic rubber plate 2 respectively between the tube plate 209 and the top plate 214 of the locking screw 213 is clamped. As a result, the elastic rubber sheets 2 are securely held on the bottom surface 12.
  • FIG. 18 shows an overall view of a further embodiment of the device 1 with a beach wall 300 in vertical section.
  • the figure shows how coastal structures or buildings can be protected, in the case shown a beach wall 300.
  • the elastic plates 75 are directly connected to the beach wall 300 by means of a suitable connection means (not shown).
  • the multilayered, water-permeable and sand-impermeable elastic plates 75 are used here.
  • the elastic plates 75 are arranged below the sand surface 20 and partially below the water surface 10.
  • concrete elements 73 are attached, which pull the elastic plates 75 in these areas down and so can better absorb the pressure waves generated by the sea waves.
  • FIG. 19 shows an overall view of a further embodiment of the device 1 as a scour guard with a monopile 301 in vertical section.
  • Such Monopile 301 are rammed into the seabed 37 concrete pillars and are used for example as a carrier for wind turbines or derricks. Due to water currents, monolayers 301 or other offshore structures are subject to clouding 302, ie in the area of structure 301, the sand is flushed away and a scraper is formed.
  • the device 1, which in the embodiment shown essentially consists of the interconnected elastic plates 2 and concrete elements 73 at the edges or end regions of the elastic plates 2, the monopile 301 can be effectively protected from being worn.
  • Reference numeral 302 indicates that the surface of the sand 20 in the area of the monopile 301 has been flushed away on the surface, but further continuation of flushing by the elastic plates 2 bearing the monopile 301 has been prevented.
  • the concrete elements 73 pull the plates 2 down and thus provide a hydrodynamic favorable form of the device 1. They also serve as Fixing element, so that if the Kolkschutz does not exceed a certain size, depending on the situation on earth screws or other fastening means described above can be dispensed with.
  • the elastic panels 2 may be both monolayer and water impermeable, as well as multi-layer panels 75 (see Figure 12) which are permeable to water but retain sand.
  • the embodiment of the device 1 shown in Figure 19 is not limited to the illustrated use of monopiles 301, but may be used in the manner shown for all types of offshore structures or for foundations of offshore structures underwater structures.
  • Figure 20 shows an overall view of another embodiment of the device 1 without sanding in vertical section.
  • the bottom surface 12 is below the water surface 10.
  • elastic plates multi-layered, water-permeable, but sand-impermeable plates 75 (see Figure 12) are provided. These are connected together (not shown) and lie directly on the slightly sloping bottom surface 12 and are not covered with sand. Nevertheless, this is equally possible. Due to their stability and flexibility, the plates 75 are still walkable and passable. The plates are fixed by means of ground spikes 3 in the bottom 37.
  • a plurality of concrete elements 73 are attached to the respective elastic plates 75 as a weight that pull the elastic plates 75 down. This results in a downward curved course of the plates 75, which form a particularly favorable hydrodynamic shape, which serves as a ramp surface for waves.
  • the water-impermeable elastic plates 2 are connected to each other in a waterproof manner by vulcanization (not shown).
  • the areas with the water-permeable plates 75 and the areas with the water-impermeable plates 2 are connected to each other by rubber elements 76.
  • Figure 21 shows an overall view of another embodiment of the device 1 with concrete beams in vertical section.
  • stiffening elements 303 are provided, which can serve as fasteners 3 at the same time.
  • metal profiles are also suitable.
  • a range of elastic, water-impermeable plates 75 is at his
  • Curvature results in a statically very stable structure, which also resists strong, upward suction forces. Therefore, elastic panels without inserts or reinforcements can be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren (1) f?r den Hochwasser-, und Küsten- oder Kolkschutz. Um einen kostengünstigen, haltbaren und wirksamen Schutz zu bieten, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung (1) eine oder mehrere elastische Platten (2, 75) sowie Befestigungsmittel (3) zur Fixierung der Platten an den zu schützenden Stellen (12) aufweist. Ebenfalls offenbart ist ein Verfahren, bei dem eine oder mehrere elastische Platten (2, 75) mit Befestigungsmitteln (3) an den zu schützenden Stellen (12) fixiert werden.

Description

Titel: Vorrichtung und Verfahren für den Hochwasser-, Küstenoder
Kolkschutz
Anmelder: Anton Kanand
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für den Hochwasser-, Küsten- oder Kolkschutz. Derartige Vorrichtungen und Verfahren werden beispielsweise zum Schutz von Küsten, Inseln, Bauwerken am und im Meer, Kanälen, Häfen und Gewässeruntergründen verwendet. Ihre wesentliche Aufgabe besteht darin, einen dauerhaften Schutz gegen die Wirkungen von Seegang, Sturmfluten, Wellen, Strömungen und Gezeiten zu gewährleisten. Nach dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen sind Dünen, Deiche, Deckwerke, Wellenbrecher, Buhnen, Lahnungen, Sperr- und Leitwerke. Nachteil an diesen Vorrichtungen ist, dass sie durch die einwirkenden Strömungen und Kräfte ständigen Zerstörungen ausgesetzt sind, die aufwendige Reparaturarbeiten notwendig machen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die bekannten Schutzmaßnahmen aufwändig, aber dennoch hinsichtlich ihrer Schutzwirkung oft unzureichend sind. Beispielsweise können Buhnen den Landverlust nicht aufhalten und haben durch ihre Wirkung auf die Strömung nachteilige Wirkungen auf Ökosysteme. Erhebliche Nachteile haben auch so genannte Tetrapoden, schwere Betonteile, die als Wellenbrecher dienen. Diese Bauwerke erzeugen schädliche Strömungen, die eine Sedimentation von Sand verhindern und so den Landverlust sogar beschleunigen. Im Offshore- Bereich, z.B. bei Monopiles von Windkraftanlagen, ist es Stand der Technik als Kolkschutz ca. 500 bis 1000 t Steine aufzuschichten. Nach Rückbau der Anlagen in ca. 20 Jahren stellt dieser Steinhaufen ein gefährliches Hindernis für die Fischerei dar.
Im Bereich des Küstenschutzes wendet man Verfahren zur Sandvorspülung an, damit Wellen in einem möglichst flachen Winkel auf die Landfläche auflaufen. Diese Verfahren sind jedoch mit hohen Kosten verbunden, weil der Sand immer wieder vom Wasser abgetragen wird und deshalb ständig neu vorgespült werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren für den Hochwasser-, Küsten- oder Kolkschutz vorzuschlagen, die einen haltbaren, kostengünstigen und dabei einen wirksamen Schutz bieten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung für den Hochwasser- und Küstenschutz eine oder mehrere elastische Platten sowie Befestigungsmittel zur Fixierung der Platten an den zu schützenden Stellen aufweist. Die Rückseite bzw. die Unterseite der Platten dient als Auflagefläche für den Boden oder den Untergrund und die Vorderseite bzw. die Oberseite der Platten dient als
Auflauffläche für Wasser oder Wellen, oder im Offshore-Bereich als Schutz gegen die abtragenden Sand- und Wasserwirbel. Die Flexibilität der Platten hat dabei mehrere Vorteile. Zum einen passen sich die Platten dem Verlauf der Küstenlinie oder Unebenheiten des Bodens an, zum anderen kann die Platte durch ihre Flexibilität und elastischen Eigenschaften die Energie der Wellen und Wirbel aufnehmen und ist dadurch widerstandsfähiger und haltbarer als bekannte, starre Vorrichtungen. Die Vorrichtung ist außerdem von Personen begehbar oder von Fahrzeugen befahrbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Vorrichtung für schwimmende Personen oder bei einer Kollision mit Wasserfahrzeugen ungefährlich ist. Die elastischen Platten können einschichtig sein oder aus mehreren Schichten bestehen. Die elastischen Platten können direkt auf eine Bodenoberfläche verlegt werden, beispielsweise an hochwassergefährdeten Strandbereichen. Sie können auch unter der Oberfläche liegen, indem sie zunächst verlegt und danach eine Sandvorspülung durchgeführt wird, so dass sie nicht sichtbar unter der Sand- bzw. Bodenoberfläche liegen. Die Sand- bzw. Bodenoberfläche kann sich dabei an Land oder auch unter der Wasser- bzw. Meeresoberfläche befinden. Die Vorrichtung kann zum Schutz von küsten- oder gewässernahen Bauwerken oder auch als Verkolkungsschutz für Offshore- Bauwerke eingesetzt werden. Unter Verkolkung werden Erosionserscheinungen eines wasserbedeckten Bodens durch Strömungen verstanden. Im Offshore- Bereich hat der vorgeschlagene Kolkschutz den Vorteil, dass er einfach rückgebaut werden kann und einen hindernisfreien Meeresboden zurücklässt.
In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die elastischen Platten aus Gummi. Gummi ist ein besonders leichtes, widerstandsfähiges, haltbares und wiederverwertbares Material. Ein erheblicher Vorteil von Gummi ist seine
Beständigkeit gegenüber Salzwasser, d.h. es tritt keine Korrosion auf. Durch die lange Haltbarkeit des Materials und Widerstandsfähigkeit ist die Schutzvorrichtung praktisch wartungsfrei. Das Gummi kann außerdem aus Naturkautschuk umweltfreundlich hergestellt sein. Es hat sich gezeigt, dass ein besonders guter Schutz erzielt wird, wenn die Platte eine Dicke von etwa 2 cm aufweist. Geeignete elastische Platten sind mit einer Fläche von etwa einem Quadratmeter oder als Rollen mit einer Breite von einigen Metern und einer Länge von bis zu mehreren hundert Metern erhältlich. Sie können als Rollen auf eine Weise zu den zu schützenden Stellen transportiert und dort dann abgerollt und befestigt werden.
Die elastischen Platten sind mittels Vulkanisierung oder mechanisch mittels
Verbindungsmitteln miteinander verbunden. Hierdurch können größere Abschnitte eines gefährdeten Bereiches geschützt werden, d.h. bis zu einigen Quadratkilometern oder mehr. Eine optionale wasserdichte Verbindung der Platten, wie sie etwa bei Verbindung mittels Vulkanisierung entsteht, verhindert dabei eine Durchfeuchtung oder Unterspülung des Untergrunds.
Die Flexibilität oder Steifigkeit der Platten wird je nach Bedarf dadurch verbessert, dass die elastischen Platten eine oder mehrere Einlagen, insbesondere aus textilem Gewebe, oder eine Armierung aus Stahlstäben, Stahldrähten oder Stahlseilen im Material aufweisen. Die Platten können dann außerdem größere Druck- und Zugkräfte aufnehmen und sind auch begehbar und befahrbar.
Um eine übermäßige Verformung der elastischen Platten durch Sogkräfte von abfließendem Wasser zu vermeiden, sind für die elastischen Platten neben dem oben genannten versteifenden Gewebe oder Einlagen aus Stahl zusätzliche, externe Versteifungselemente vorgesehen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die elastischen Platten durch Betonbalken zu versteifen. Hierbei können die Platten in einer Richtung durch die innere Stahlarmierung und in der anderen Richtung zusätzlich durch die auf der Oberfläche angeordneten Betonbalken versteift werden. Durch sein Gewicht kann der Betonbalken auch als Befestig u ngsmittel dienen.
Die elastischen Platten werden mittels Befestigungsmitteln an den zu schützenden Stellen fixiert. Dies kann beispielsweise eine dem Wasser zugewandten Seite eines Deiches, einer Düne oder die Abbruchkante einer Küste sein. Als Befestigungsmittel sind besonders Erdschrauben, Erdspieße oder Zementspülanker geeignet, mittels derer die Platten im Untergrund sicher verankert werden. Hierzu weisen die elastischen Platten Öffnungen auf, durch die die Befestigungsmittel hindurchgeführt sind. Die Öffnungen werden dann jeweils durch einen Kopf der Erdschrauben, Erdspieße oder Zementspülanker abgedeckt. Die Befestigungsmittel können aber auch den elastischen Platten aufliegen, wie etwa Betonbalken oder vorgespülter Sand.
Eine besonders stabile Verankerung ist durch einen Zementspülanker möglich. Dieser umfasst ein Rohr mit einer am oberen Ende angeordneten Rohrplatte, die ein Loch für die obere Rohröffnung aufweist sowie ein oberes Innengewinde für eine Verschlussschraube mit einer Kopfplatte. Am unteren Ende des Rohres befindet sich eine Bohrkrone. Durch das Rohr wird eine flüssige Zementsuspension oder ein anderes Bindemittel gepresst und der
Zementspülanker dabei in den Boden getrieben. Der an der unteren Rohröffnung austretende Zement umgibt das Rohr und verankert es nach der Aushärtung formschlüssig im Boden. Danach wird die elastische Platte mit einem Loch über die Rohrplatte des Zementspülankers gelegt und die Verschlussschraube durch das Loch in das Innengewinde des Rohrs eingeschraubt. Die elastische Platte bzw. die miteinander verbundenen elastische Platten werden so zwischen Rohrplatte und Kopfplatte wasserdicht eingespannt und sicher im Boden verankert.
Um ein Hinterspülen der Vorrichtung zu verhindern, ist an ihren beiden seitlichen Enden jeweils eine gegenüber den Platten abgewinkelte Spundwand vorgesehen. Die Spundwand kann dabei ein separates, an die Platten angesetztes Teil sein. Sie kann ebenso als Endabschnitt der elastischen Platten selbst ausgebildet sein, der an seinem Anfang eine Krümmung aufweist und sich so vom Wasser weg in Richtung zur Landseite hin erstreckt.
Als weiteres Befestigungsmittel sind eine oder mehrere im Wesentlichen waagrecht angeordnete und mit der Vorrichtung verbundene Bodenplatten vorgesehen. Die Bodenplatten dienen als großflächige Auflage für die Vorrichtung und verhindern so ein Einsinken im Untergrund. Die Bodenplatten können direkt auf der Bodenoberfläche aufliegen oder innerhalb des Untergrundes angeordnet sein. Die elastischen Platten sind mit Bodenplatten außerdem mit waagrecht oder schräg verlaufenden Stützgliedern verbunden. Die Stützglieder fixieren so die elastischen Platten in einer relativ zur Bodenplatte vertikalen oder geneigten Position, indem ein selbsttragender Rahmen gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform ist es deshalb nicht notwendig, dass die Platten bei der Montage mit ihrer Rückseite auf einem Untergrund aufliegen. Die Stützglieder haben den Zweck, die Vorrichtung für eine Sandvorspülung vorzubereiten und um zusätzliche und doppelte Arbeiten danach zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bodenplatten und die Stützglieder Druck- und Sogkräfte, die auf die elastischen Platten einwirken, aufnehmen. In Längsrichtung verlaufende Stützglieder nehmen auch in dieser Richtung einwirkende Kräfte auf. Insgesamt wird die Vorrichtung durch Bodenplatten und Stützglieder also stabilisiert.
Eine weitere Fixierung und Stabilisierung der Vorrichtung ergibt sich dadurch, dass die Bodenplatten Ankerelemente zur Verankerung im Untergrund aufweisen.
Die elastischen Platten weisen entlang ihrer unteren Kante verlaufende Auflageelemente auf, welche vorzugsweise als im vertikalen Querschnitt etwa T- förmige Profile ausgebildet sind. Die Auflageelemente dienen der Fixierung und Stabilisierung der Vorrichtung.
Die elastischen Platten weisen an ihrer Oberseite Vertiefungen oder Erhebungen auf, um Sand oder anderes Bodenmaterial festzuhalten. Hierdurch wird der Abtrag von Sand aufgrund des äolischen Transports verhindert oder vermindert. Die Vertiefungen oder Erhebungen können durch eine zusätzliche Schicht gebildet werden, die durch Verklebung oder Vulkanisierung aufgebracht wird. Die elastische Platte kann alternativ auch einstückig sein, wobei die Vertiefungen und Erhebungen aus dem Material der elastischen Platte geschnitten sind.
Die elastischen Platten können durchgängige Wasserablauföffnungen aufweisen. Hierdurch sammelt sich bei einer Flut oberhalb der elastischen Platten kein Wasser an, sondern dieses läuft durch die Platten hindurch in den Boden ab. Hierdurch wird vermieden, dass das Wasser mit Sand eine flüssige Suspension bildet, welche dann leicht fortgespült werden könnte. Der Sand bleibt dadurch oberhalb der elastischen Platten liegen und dient als zusätzlicher Schutz. Zusätzlich ist eine wasserdurchlässige, sandundurchlässige Filterschicht, insbesondere eine Vliesstoffschicht, vorgesehen, vorzugsweise an der Unterseite der elastischen Platten. Hierdurch wird beim Durchlauf von Wasser durch die Wasserablauföffnungen vermieden, dass Sand mitgespült wird. Als Material kommt beispielsweise Polyester wie PET oder PTFE in Frage.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung an einem Endbereich der miteinander verbundenen elastischen Platten ein Gewichtselement, vorzugsweise aus Beton, auf, um die elastischen Platten nach unten zu ziehen oder zu drücken. Das Gewichtselement kann an einem der Wasserseite zugewandten oder den seitlichen Endbereichen befestigt sein. Dadurch wird die von den verbundenen Platten gebildete Fläche gekrümmt und es bildet sich eine besonders günstige hydrodynamische Form aus, die als Auflauffläche für Wellen dient. Die Kraft der Wellen wird so aufgenommen und nach oben geführt. Sollte der Boden unterhalb des Gewichtselementes wegsacken oder unterspült werden, dann bewegt sich das Gewichtselement zusammen mit der Platte nach unten, wodurch die Schutzwirkung wieder hergestellt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die miteinander verbundenen elastischen Platten als mindestens eine nach oben offene, wannenartige Vertiefung ausgebildet, die mit Sand und/oder anderem Material gefüllt ist. Der Sand wird wie bei einer Sandvorspülung in die wannenartige Vertiefung eingeleitet, wobei die Oberfläche des eingebrachten Sandes oberhalb des normalen Wasserspiegels liegt. Da hierdurch eine ebene, horizontale Fläche entsteht, hat das Wasser bei einer Sturmflut oder Hochwasser keinen Angriffspunkt, um Sand abzutragen. So wird zuverlässig verhindert, dass der Sand fortgespült wird. Ein kostengünstiger Aufbau ergibt sich dadurch, dass die Wände der wannenartigen Vertiefung als Faltung bzw. Falten der elastischen Platten ausgebildet sind.
Die wannenartige Vertiefung weist an ihrem Boden Erhebungen auf, die sich von seiner dem Wasser zugewandten Wand zur Landseite hin erstrecken. Hierdurch ergibt sich eine Wirkung, die im Prinzip auch von Buhnen erreicht werden soll, nämlich einen Sandabtrag durch Querströmungen zu verhindern. Die erfindungsgemäßen Erhebungen sind aber wirksamer, da sie sich vollständig innerhalb der Wanne befinden und im Sand befinden, also nicht direkt von Wasser umspült werden. Auch die Erhebungen sind kostengünstig als Faltung bzw. Falten der elastischen Platten ausgebildet. Die elastischen Platten, die die wannenartige Vertiefung bilden, sind weisen Wasserablauföffnungen und eine Filterschicht auf, insbesondere eine Vliesschicht, um wasserdurchlässig und sandundurchlässig zu sein. Hierdurch fließt Wasser, das sich in der wannenartige Vertiefung ansammelt, durch die Wasserablauföffnungen ab, ohne dass der Sand mitgespült wird, da dieser von der als Filter wirkenden Vliesschicht zurückgehalten wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an einem oder mehreren Endbereichen der miteinander verbundenen elastischen Platten eine wasserdurchlässige, sandundurchlässige Filterschicht, insbesondere ein Vliesstoff, vorgesehen, auf der vorzugsweise eine Bewehrung angeordnet ist. Hierdurch ist es im Bereich der Filterschicht und möglich, den Boden zu befestigen und zu sichern, ohne die Sickerlinie des Wassers zu unterbrechen. Die
Bewehrung dient der Stabilisierung der Filterschicht, wodurch diese begehbar wird.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren für den Hochwasser-, und Küstenoder Kolkschutz. Bei dem Verfahren wird eine Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer oder mehreren elastische Platten mittels Befestigungsmitteln an den zu schützenden Stellen fixiert. Zur Durchführung dieses Verfahrens kann die Vorrichtung außerdem Merkmale aufweisen, die jeweils in den Ansprüchen 2 bis 17 beansprucht sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Figur 1 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung 1 mit einem Küstenabschnitt 12;
Figur 2 einen Detailansicht der Vorrichtung 1 aus Figur 1 im Vertikalschnitt;
Figur 3 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung 1 mit einer Sandvorspülung 19;
Figur 4 einen Frontansicht der Vorrichtung 1 ;
Figur 5 einen Vertikal schnitt einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einem Küstenabschnitt 12;
Figur 6 einen Vertikalschnitt einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung 1 für die Verwendung an einem Binnengewässer;
Figur 7 eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit Spundwänden 21 , 23;
Figur 8 eine Detailansicht einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einer Schraubenfeder 32 im Vertikalschnitt;
Figur 9 eine Detailansicht einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit Zugfeder 33 im Vertikalschnitt;
Figur 10 eine Detailansicht einer siebten Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einem Rohr 48 im Vertikalschnitt; Figur 11 a eine Gesamtansicht einer achten Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einem Vliesstoff 63 und einer darüber angeordneten Bewehrung 60 im Vertikalschnitt;
Figur 11 b eine Detailansicht des Vliesstoffes mit der darüber angeordneten Bewehrung aus Figur 4a im Vertikalschnitt;
Figur 12 eine perspektivische Ansicht einer dreischichtigen elastischen Platte 75;
Figur 13a eine Gesamtansicht einer Vorrichtung 1 mit dreischichtigen elastischen Platten 75 nach Figur 1 im Vertikalschnitt;
Figur 13b eine Detailansicht A nach Figur 13a im Vertikalschnitt;
Figur 14 eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einem Betonelement 73 im Vertikalschnitt;
Figur 15 eine schematische Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung (1 ) mit einem wannenartigen Hohlkörper (100) im Vertikalschnitt;
Figur 16a eine schematische Draufsicht der wannenartigen Vertiefung 100;
Figur 16b eine schematische Ansicht der wannenartigen Vertiefung 100 aus Figur 2a im Vertikalschnitt;
Figur 17 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einem Zementspülanker 207 im Vertikalschnitt;
Figur 18 eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einer Strandmauer 300 im Vertikalschnitt;
Figur 19 eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 als Kolkschutz mit einem Monopile 301 im Vertikalschnitt;
Figur 20 eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 ohne Sandbelag im Vertikalschnitt; und Figur 21 eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit Betonbalken im Vertikalschnitt.
Figur 1 zeigt einen Vertikalschnitt der erfindungsgemäßen Hochwasser-, Küsten- und Kolkschutzvorrichtung 1. Außerdem ist schematisch der Übergangsbereich zwischen Wasser und Land eines Küstenabschnitts 10, 12, 13 dargestellt, in dem die Vorrichtung 1 angeordnet ist.
Die Vorrichtung 1 weist mehrere elastische Platten 2 aus Kautschuk bzw. Hartgummi auf, die wasserdicht miteinander verbunden sind (nicht gezeigt). Die Platten 2 haben eine Dicke von etwa 2 cm. Sie sind besonders leicht, widerstandsfähig, haltbar und dabei wiederverwertbar. Für die Vorrichtung 1 geeignete Gummiplatten sind in verschiedenen Dicken und mit Textileinlagen einteilig als Rollen mit einer Länge von einigen Metern bis zu mehreren hundert Metern im Handel erhältlich.
In der Figur 1 ist eine derartige Platte 2 in Querschnitt dargestellt. Mit ihrer
Rückseite 17 liegen sie auf der Sandfläche auf, während die Vorderseite 16 der Wasserseite zugewandt ist. Mit der Bezugsziffer 10 ist eine Wasseroberfläche bezeichnet, während die Bodenoberfläche aus Sand mit der Ziffer 12 bezeichnet ist. Die Bodenoberfläche 12 befindet sich teilweise unter der Wasseroberfläche 10, teilweise darüber. Hinter dem Wasser ist eine Sanddünenformation dargestellt, deren Böschungsneigung 12 steil ansteigt und schließlich eine Abbruchkante 13 erreicht. Bei Hochwasser oder einer Sturmflut kann der Wasserspiegel 10 ansteigen. Die Oberfläche eines derartig gestiegenen Wasserspiegels ist mit der Ziffer 11 bezeichnet und gestrichelt dargestellt. Ohne Schutzvorrichtung 1 schlagen die Wellen bei einer Sturmflut ständig gegen die Sanddüne, womit auf Dauer ein weiterer Abbruch an der Kante 13 und schließlich ein Landverlust verbunden wäre. Die Vorrichtung 1 verhindert dies, indem die Vorderseite 16 der Platten 2 als Auflauffläche für Wasser 11 oder Wellen dient. Dadurch können die Platten 2 aus Gummi mittels ihrer elastischen Eigenschaften die Energie der Wellen 11 aufnehmen und schützen so die dahinter liegende Bodenoberfläche 12 davor, vom Wasser weggespült zu werden. Aufgrund ihrer Materialeigenschaften können die Platten 2 einem Druck von mehr als 1 t/m2 widerstehen. Durch ihre Nachgiebigkeit sind sie außerdem wesentlich haltbarer als bekannte, starre Deckwerke und benötigen auch keine Reparaturen. Sie passen sich durch ihre Elastizität Unebenheiten der Bodenoberfläche 12 und dem Verlauf der Küstenlinie an.
Die Platten 2 sind mittels Erdschrauben 3 im Untergrund 12 sicher verankert. Statt Erdschrauben 3 können auch Erdspieße, Sandanker oder andere Befestigungsmittel verwendet werden.
Wie in der Figur 1 dargestellt, weisen die Platten 2 einen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen auf. Hierdurch wird eine schräge Auflauffläche 16 für auftreffende Wellen gebildet und somit die Energie des auftretenden Wassers nach oben geführt und abgebaut. Der Neigungswinkel kann dabei unterschiedlichen Bodenverhältnissen oder Böschungswinkeln angepasst werden. Ist der Neigungswinkel der Düne allerdings sehr klein, ist eine wasserdurchlässige aber sandundurchlässige dreischichtige Ausführungsform der Platte 75 vorteilhaft, die in der Figur 12 gezeigt ist.
Die Platten 2 sind etwa 1 ,50 m im Untergrund aus Sand eingelassen, während der andere Bereich freiliegt und damit sichtbar ist. Auch dieses Verhältnis kann unterschiedlichen Boden- oder Küstenbedingungen angepasst werden. Insgesamt haben die Platten eine Höhe von etwa 3 bis 6 Metern. Die Platten können auch erheblich höher sein und so an unterschiedliche Tidenhube angepasst werden.
Damit sich die Vorrichtung 1 ästhetisch in die Umwelt einfügt, weist die Oberfläche der Vorderseite 16 der elastischen Platten 2 eine Beschichtung aus Sand auf. Hierdurch sind die Platten 2 optisch unauffällig und nicht von der Sanddüne zu unterscheiden. Die Beschichtung aus Sand kann beispielsweise derart aufgebracht werden, dass auf die Gummioberfläche 16 ein Klebstoff aufgebracht und dann mit Sand bestreut wird. Statt einer Beschichtung mit Sand kann die Oberfläche je nach Umgebung auch eine Farbschicht aufweisen, beispielsweise sandfarben, erdfarben oder grün. Ebenso könnte die Vorrichtung 1 von eingespültem Sand bedeckt und deshalb nicht sichtbar sein.
In der Figur 1 ist die Verwendung der Vorrichtung 1 im Rahmen des Küstenschutzes dargestellt. Es ist hervorzuheben, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern dass zahlreiche andere Verwendungsmöglichkeiten bestehen.
So kann die Vorrichtung 1 auch als Hochwasserschutz für Binnengewässer eingesetzt werden. Hochwassergefährdete Bereiche in der Nähe von Flüssen werden im Allgemeinen durch Deiche geschützt. Oftmals können diese Deiche jedoch lange andauerndem Hochwasser nicht standhalten. Der Grund liegt darin, dass die Deiche mit der Zeit vom Wasser durchfeuchtet werden und so ihre Stabilität verlieren. Mithilfe der Vorrichtung 1 können die Deiche nun vor einer Durchfeuchtung geschützt werden, indem die Platten 2 an der dem Wasser zugewandten Seite des Deiches angeordnet sind. Das Wasser kann die Vorrichtung 1 nicht durchdringen, da die Platten 2 aus Gummi bestehen und, beispielsweise durch Vulkanisierung, wasserdicht miteinander verbunden sind. Der Neigungswinkel der Platten 2 entspricht etwa der Böschungsneigung des Deiches.
*Wenn Naturgras als Oberfläche gewünscht ist, können die Platten 2 mit Löchern versehen werden, damit sie wasserdurchlässig werden. Etwa 5 bis 8 cm über den Platten 2 ein nichtrostendes Netzgewebe anzuordnen, das ganze mit Kleiboden zu befüllen und mit Gras einzusäen, so dass die Graswurzeln das Netzgewebe und die wasserdurchlässige Platten durchwachsen. Diese Schicht bildet dann eine sehr reißfeste Deichoberfläche
Eine weitere Verwendung besteht darin, die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 1 zur Abdichtung des Bettes von Schifffahrtskanälen einzusetzen, um deren Wasserverlust durch Leckage zu vermindern.
Die Vorrichtung 1 kann außerdem zum Schutz des Uferbereichs von Flüssen verwendet werden. Zur Wiederherstellung des natürlichen Lebensraumes im Bereich von Flüssen aber auch aus Gründen des Hochwasserschutzes werden Flüsse vermehrt renaturiert. Sie verlaufen dann nicht mehr gerade sondern streckenweise gekrümmt. Im Bereich dieser Krümmungen treten Strömungen auf, die zu Unterspülungen des Ufers führen können und deshalb durch Deckwerk aus Steinen gesichert werden müssen. Die gefährdeten Uferbereiche können besser durch die Erfindung geschützt werden, da die Vorrichtung 1 einfacher aufzubauen und außerdem haltbarer und kostengünstiger ist.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht der Vorrichtung 1 aus Figur 1 im Vertikalschnitt. Es ist ein Bereich der elastischen Platte 2 aus Gummi gezeigt, deren Rückseite 17 einem Untergrund aufliegt und deren Vorderseite 16 dem Wasser zugewandt ist. Die Platte 2 hat eine Dicke von etwa 2 cm und weist z.B. mehrere textile Einlagen 14 auf, um die Stabilität und Flexibilität der Platte 2 zu verbessern. Die Platte 2 kann dadurch Belastungen von über 1 t/m2 ausgesetzt werden.
Die Platte 2 weist in dem in der Figur 2 gezeigten Bereich eine Öffnung 8 auf, durch die eine Erdschraube 3 mit einem Gewinde 15 geführt ist. Der Kerndurchmesser der Erdschraube 3 beträgt etwa 25 mm. Mittels der Erdschraube 3 wird die Platte 2 im Untergrund sicher befestigt. Die Öffnung 8 innerhalb der Platte 2 wird vom Kopf 9 der Erdschraube 3 wasserdicht abgedichtet, so dass der Untergrund nicht durchfeuchtet wird. Zwischen dem Kopf 9 der Erdschraube 3 und der Vorderseite 16 der Platte 2 ist außerdem eine
Unterlegscheibe 4 vorgesehen, die vom Kopf 9 fixiert wird. Eine Armierung, die beispielsweise aus einer Gewebeeinlage besteht, dient zur Versteifung der Platte 2 bei starken Sogkräften durch abfließendes Wasser. Hierdurch wird eine übermäßige Verformung der elastischen Platte 2 und eine Hohlraumbildung an der Rückseite 17 vermieden.
Figur 3 zeigt einen Vertikalschnitt der Vorrichtung 1 wie in Figur 1 im Übergangsbereich zwischen Wasseroberfläche 10 und Bodenoberfläche 12 einer Sanddünenformation. Es wird jedoch eine weitere Verwendung der Erfindung dargestellt. Im Unterschied zu Figur 1 ist nach dem Aufbau der Vorrichtung 1 eine Sandvorspülung 19 erfolgt. Dadurch läuft die Bodenoberfläche 12 auf der Wasserseite in einem flacheren Winkel auf die Sanddüne zu. Die Vorrichtung 1 befindet sich völlig im Untergrund, weil sie vom vorgespülten Sand 19 bedeckt ist.
Hierdurch wird die Sanddünenformation als solche stabilisiert, weil kein Sand zur Wasserseite hin abrutschen kann. Ein weiterer Schutzeffekt ergibt sich, wenn der gestrichelt dargestellte Wasserspiegel 11 bei Hochwasser oder einer Sturmflut ansteigt. Zunächst erfolgt der Schutz auch durch den vorgespülten Sand 19. Ist der vorgespülte Sand 19 im Verlaufe der Sturmflut abgetragen worden, übernimmt die Vorrichtung 1 vollständig die Schutzfunktion, und zwar so, wie es in der Figur 1 dargestellt ist. Es tritt dadurch kein Landverlust ein.
Figur 4 zeigt eine Frontansicht der Vorrichtung 1. Es ist eine längliche Platte 2 aus Gummi dargestellt, die in regelmäßigen Abständen mit Erdschrauben 3 im Untergrund befestigt ist. Reicht die Länge oder Höhe einer Platte 2 nicht aus, dann können auch mehrere Platten 2 miteinander verbunden sein (nicht gezeigt), und zwar an den Seiten oder an den Ober- und Unterseiten. Diese sind dann mittels Vulkanisierung oder mechanischen Verbindungsmitteln wasserdicht miteinander verbunden. Auf diese Weise können beliebig lange und hohe Küsten- oder Deichabschnitte oder dergleichen geschützt werden.
Die elastischen Platten 2 an den beiden äußeren Enden der Vorrichtung 1 weisen eine Krümmung auf und erstrecken sich so vom Wasser weg in Richtung zur Landseite hin. Sie bilden so eine Spundwand 21 , die ein Hinterspülen der Vorrichtung 1 verhindert.
Figur 5 zeigt einen Vertikalschnitt einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einem Küstenabschnitt. Bei dieser Ausführungsform ist als Befestigungsmittel zusätzlich eine waagrecht angeordnete Bodenplatte 6 vorgesehen, die an ihrer einen Kante mit der Rückseite 17 der elastischen Platte 2 verbunden ist. Die elastische Platte 2 ist außerdem mittels schräg und waagrecht verlaufenden Stützgliedern 5 mit der Bodenplatte 6 verbunden. Die Stützglieder 5 fixieren die elastischen Platten 2 in einer relativ zur Bodenplatte 6 geneigten Position. Außerdem ist eine weitere Bodenplatte 6 senkrecht angeordnet. Die Stützglieder 5 und Bodenplatten 6 bilden so einen stabilen Rahmen. Die Vorrichtung 1 ist durch den Rahmen selbsttragend, d.h. die Rückseite 17 der elastischen Platte 2 muss bei der Montage der Platte nicht auf der Bodenoberfläche 12 aufliegen. Die waagrechte Bodenplatte 6 weist außerdem Ankerelemente 7 auf, die ihre Position im Untergrund fixieren.
Entlang ihrer unteren Kante weist die elastischen Platte 2 ein verlaufendes etwa T- förmiges Profil 18 als Auflageelement auf. Das Profil 18 schließt die Platte 2 nach unten hin ab und verankert sie im Boden.
Die Bodenplatte 6 und das Profil 18 dienen zudem als großflächige Auflage für die Vorrichtung 1 , welche ein Einsinken verhindert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bodenplatte 6, die Stützglieder 5, das Profil 18 und die Ankerelemente 7 Druck- und Zugkräfte aufnehmen, die auf die elastische Platte 2 einwirken, und daher insgesamt die Stabilität der Vorrichtung 1 erhöhen.
In der Figur 5 ist der Verlauf der Bodenoberfläche 12 einer Sanddünenformation nach einer Sturmflut dargestellt. Hierdurch ist Land verloren gegangen und eine steile Abbruchkante 13 entstanden. In einem solchen Fall kann die Vorrichtung als Montagehilfe für nachfolgendes Einspülen von Sand verwendet werden. Hierzu kann die Vorrichtung 1 , wie in der Figur 5 dargestellt, im Bereich vor der Abbruchkante 13 aufgebaut werden. Dies ist schnell und kostengünstig möglich, da alle Bestandteile der Vorrichtung 1 Fertigteile sind. Die wasserdichte Verbindung der Platten 2 erfolgt bei dieser Ausführungsform nicht durch Vulkanisierung, sondern durch mechanische Verbinder (nicht gezeigt).
Nach dem Aufbau der Vorrichtung 1 erfolgt eine Sandvorspülung. Der Verlauf der Oberfläche nach einer derartigen Sandvorspülung ist mit einer gestrichelten Linie 20 dargestellt. Die Vorrichtung 1 danach völlig von Sand 19 überdeckt und nicht mehr sichtbar. Sie dient dann der Befestigung und Sicherung der Sandvorspülung 19. Weitere Sandvorspülungen 19 müssen außerdem nicht oder seltener wiederholt werden, wodurch sich geringe Kosten ergeben. Die gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung 1 lässt neben dem Hochwasser- und Küstenschutz auch andere Verwendungen zu. Sie kann beispielsweise als Auflage verwendet werden, um die Bewegung von Wanderdünen zu verhindern.
Figur 6 zeigt einen Vertikalschnitt einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung 1 , die besonders für die Verwendung an einem Binnengewässer geeignet ist. Hierbei bilden waagrecht, senkrecht und schräg verlaufende Stützelemente 5 einen stabilen Rahmen, wodurch die Vorrichtung 1 selbsttragend ist. Die Platten 2 weisen keine Neigung auf und sind in senkrechter Anordnung an dem aus den Stützelementen 5 gebildeten Rahmen befestigt. Weiterhin sind feste Fundamente 22 aus Beton im Boden 12 vorgesehen. Auf den Fundamenten 22 sind die Stützelemente mittels Schrauben 3 lösbar befestigt.
Die Bestandteile 2, 3, 5 der Vorrichtung 1 sind als Fertigteile ausgebildet, die vorteilhafterweise schnell aufgebaut und wieder abgebaut werden können. Bei normalem Wasserstand 10 des Binnengewässers sind lediglich die im Boden 12 eingelassenen Fundamente vorhanden. Dadurch wird die natürliche Umwelt optisch und ökologisch nicht durch eine Schutzvorrichtung beeinträchtigt. Droht ein Hochwasser durch Ansteigen des Wasserspiegels, dann kann die Vorrichtung
1 sehr schnell auf die vorbereiteten festen Fundamente 22 aufgebaut werden und vor Hochwasser effektiv schützen.
Sollte ein Hochwasser drohen und es sind keine geeigneten Fundamente 22 vorbereitet worden, dann kann die Verankerung der Vorrichtung 1 im Boden 12 auch mittels Erdschrauben oder dergleichen erfolgen, so wie es in Figur 5 dargestellt ist.
Figur 7 zeigt eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit zwei Spundwänden 21 , 23. An der ist einen Seite der Vorrichtung 1 ist die
Spundwand 21 als Endabschnitt der elastischen Platte 2 ausgebildet sein, die eine Krümmung aufweist und sich so vom Wasser 10 weg in Richtung zur Landseite 12 hin erstreckt. An der anderen Seite ist die Spundwand ein separates, an die Platte
2 angesetztes Teil 23. Bei Hochwasser oder Flut bewegt sich das Wasser 11 auf die Landfläche 12 zu, die von der Platte 2 der Vorrichtung 1 geschützt wird. Der Bereich, bis zu dem das Hochwasser vordringt, ist in der Figur 7 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Spundwände 21 , 23 verhindern dabei ein Hinterspülen der Vorrichtung 1.
Figur 8 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung in einer Detailansicht im Vertikalschnitt. In der Detailansicht ist ein Ausschnitt einer von mehreren elastischen Gummiplatten 2 gezeigt, welche mit ihrer Rückseite 17 auf einer schräg verlaufenden Bodenoberfläche 12 aufliegen. Die dargestellte Gummiplatte 2 weist eine Öffnung 8 auf, in der eine Innenplatte 52 angeordnet ist, die durch Herausschneiden aus der elastischen Gummiplatte 2 gebildet wird. Die Innenplatte 52 hat eine Öffnung 58, durch die ein als Befestigungsmittel 3 dienender Erdspieß 3 in den Boden 37 geführt und dort fest verankert ist. Bei dem Boden 37 kann es sich beispielsweise um den Sandboden einer Düne handeln.
Auf der Vorderseite 16 der Gummiplatte 2 und der Innenplatte 52 ist eine Grundplatte 40 angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung 8. Hierdurch wird die Öffnung 8 vollständig durch die Grundplatte 40 abgeschlossen. Die Grundplatte 40 und die elastische Gummiplatte 52 sind miteinander verklebt 38 und so fest verbunden. Die Grundplatte 40 hat ebenfalls eine Öffnung 41 für den Erdspieß 3, wobei der Durchmesser der Öffnung 41 etwa dem äußeren Durchmesser des Erdspießes 3 entspricht. Hierdurch kann der Erdspieß 3 entlang der Öffnung 41 gleiten und dichtet sie dabei ab.
Beim Aufbau der Vorrichtung wird zunächst der Erdspieß 3 in die Grundplattenöffnung 41 und dann die Grundplatte 40 auf die Innenplatte 52 gesetzt. Ein eventueller Mittenversatz des Erdspießes 3 kann dann ausgeglichen werden, da die Öffnung 58 erheblich größer ist, als der Außendurchmesser des Erdspießes 3. Die Grundplatte 40 wird dann mit der Innenplatte 52 verklebt 38 und die elastische Platte 2 wird im Boden 37 festgehalten.
Auf der Grundplatte 40 ist eine Schutzkappe 31 befestigt, die einen mechanischen Schutz für ein als Schraubenfeder 32 ausgebildetes Vorspannelement 30 bildet. Die Schraubenfeder 32 befindet sich zum Teil innerhalb einer Federhülse 39, deren Wandaußenflächen von der Schutzkappe 31 umschlossen wird. An der Wand 45 der Federhülse 39 befindet sich eine unten angesetzte ringförmige Basis 46, auf der die Schraubenfeder 32 mit ihrem unteren Federende 43 aufliegt. Das obere Federende 44 liegt auf einer Auflagefläche 34 auf, die durch eine Verdickung der Wandstärke der Schutzkappe 31 gebildet wird. Die
Schraubenfeder 32 wird durch die Auflagefläche 34 der Schutzkappe 31 und die Fläche der Basis 46 permanent zusammengedrückt und ist auf diese Weise vorgespannt. Sollte Wasser in den von Schutzkappe 31 , Federhülse 39 und Grundplatte 40 gebildeten Hohlraum 47 eindringen, kann dieses durch die Ablauföffnung 42 austreten.
Die Schutzkappe 31 ist mittels der Verschlussschraube 35 an dem Erdspieß 3 befestigt, so dass sie auf der Grundplatte 40 aufsitzt. Der Erdspieß 3 weist hierzu ein Innengewinde (nicht gezeigt) auf, in das sich die Verschlussschraube 35 hineindrehen lässt.
Verdichtet sich nun der Boden 37 unterhalb der elastischen Platte 2, dann wird diese durch die Krafteinwirkung der vorgespannten Schraubenfeder 32 in Richtung des Bodens 37 gedrückt und bewegt sich entlang der Achse des Erdspießes 3 bis sie wieder auf der Bodenoberfläche 12 aufliegt. Hierdurch wird die elastische Gummiplatte 2 sicher festgehalten.
Figur 8 zeigt eine Detailansicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vertikalschnitt. Hierbei ist das Vorspannelement 30 als vorgespannte Zugfeder 33 ausgebildet, welche im Innern des Erdspießes 3 angeordnet ist. Hierdurch ist die Schutzkappe 31 flacher und kompakter als bei der Ausführungsform in Figur 7. Die Ausführungsform ist besonders geeignet, wenn die Bodenoberfläche 12, wie in der Figur 2 dargestellt, keine Steigung aufweist und die elastischen Platten 2 der Vorrichtung im Wesentlichen horizontal angeordnet sind. Die flache und kompakte Schutzkappe 31 wirkt dadurch optisch nicht auffällig oder störend.
Auf der Vorderseite 16 der elastischen Platte 2 ist unterhalb der Schutzkappe 31 eine Grundplatte 40 angeordnet, die mit einer Innenplatte 52 mittels einer Verklebung 38 verbunden ist. Die Innenplatte 52 hat eine Öffnung 58 als Durchführung für den Mittelteil des Erdspießes 3. Der Erdspieß 3 ist in einem oberen Abschnitt von einer Schutzhülse 36 umgeben.
Auch bei dieser Ausführungsform wird die elastische Platte 2 durch die als Vorspannelement 30 wirkende Zugfeder 33 in Richtung des Bodens 37 gedrückt und bewegt sich bei einer Verdichtung bzw. einem Absacken des Bodens 37 entlang der Achse des Erdspießes 3, bis sie auf der Bodenoberfläche 12 aufliegt. Damit bei einem eventuellen Bruch der Zugfeder 33 die Schutzkappe gehalten wird, ist ein (nicht gezeigtes) Sicherungsseil vorgesehen.
Wie bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Innenplatte 52 durch Herausschneiden aus der elastischen Gummiplatte 2 gebildet und dann mit der Grundplatte 40 verklebt 38. Eine Öffnung 41 in der Grundplatte 40 dient zur Durchführung der Zugfeder 33 und des Sicherungsseiles.
Bei der gezeigten horizontalen Anordnung kann für die elastische Platte 2 statt Gummi auch wasserundurchlässiges textiles Material aus PTFE oder ein Vliesstoff 63 mit einem Geogitter 60 als Bewehrungsmittel verwendet werden (siehe Figuren 4a, 4b).
Figur 10 zeigt eine Detailansicht einer siebten Ausführungsform der Vorrichtung. Diese ist einfacher aufgebaut als die in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiele. Auf der Bodenoberfläche 12 liegt eine elastische Platte 2 mit einer Öffnung 8 auf. Durch die Öffnung 8 ist ein Erdspieß 3 geführt. Er weist einen Kopf 9 auf, der die Öffnung 8 bedeckt. An dem Kopf 9 ist an seiner Oberseite eine sechskantförmige Scheibe 50 und an seiner Unterseite ein Rohr 48 angeformt, welches sich nach unten hin verjüngt. Der Durchmesser der Öffnung 8 ist etwas größer als der Außendurchmesser des Rohres 48, so dass die Öffnung 8 durch das Rohr 48 abgedichtet wird, aber dennoch eine Bewegung von Rohr 48 und elastischer Platte 2 gegeneinander möglich ist.
Die Außenflächen des Rohres 48 bilden so dichtende Führungsflächen für die elastische Platte 2. Verdichtet sich der Boden 37, kann die elastische Platte 2 eine Bewegung der entlang des Rohres 48 ausführen, bis sie der verdichteten Bodenoberfläche 12 wieder aufliegt. Der Kopf 9 wird dann mittels der sechskantförmigen Scheibe 50 gedreht. Durch die Drehung bewegt sich der Erdspieß 3 mittels seines (nicht gezeigten Gewindes) in den Boden 37 und fixiert so die elastische Platte 2. Die sechskantförmige Scheibe 50 kann auch in den Kopf 9 versetzt sein, so dass keine Stolperkanten entstehen.
Figur 11 a zeigt eine Gesamtansicht einer achten Ausführungsform der Hochwasser- und Küstenschutzvorrichtung 1 mit einem Vliesstoff 63 und einer Bewehrung 60 im Vertikalschnitt. Die Vorrichtung 1 ist vollständig von aufgespültem Sand 19 bedeckt. Sie weist eine oder mehrere elastische Platten 2 aus Kautschuk bzw. Hartgummi auf, welche miteinander verbunden (nicht gezeigt) und mittels Erdschrauben 3 im Untergrund 37 verankert sind. Die Bodenoberfläche 12 befindet sich teilweise unter der Wasseroberfläche 10, teilweise darüber. Hinter dem Wasser ist eine sanddünenartige Formation dargestellt, deren Böschungsneigung 12 steil ansteigt und schließlich eine Kante 13 erreicht. Bei Hochwasser oder einer Sturmflut kann der Wasserspiegel 10 ansteigen und den mit der Ziffer 11 bezeichneten Stand erreichen. Die elastischen Platten 2 weisen an ihrer Unterseite eine Gitterverbindung 61 auf, mittels derer sie mit einem Vliesstoff 63 und einer darüber angeordneten Bewehrung 60 verbunden sind. Hierdurch ist es im Bereich des Vliesstoffes 63 und der Bewehrung 60 möglich, den Boden 37 zu befestigen und zu sichern, ohne die Sickerlinie (nicht gezeigt) des Wassers zu unterbrechen. Der Vliesstoff 63 besteht zum Beispiel aus PET oder PTFE, welches für Wasser durchlässig ist, während Sand zurückgehalten wird. Der Vliesstoff 63 weist eine hohe mechanische Belastbarkeit, insbesondere Zugfestigkeit auf und kann schnell und kostengünstig verlegt werden.
Es ist auch möglich, den Vliesstoff 63 mit der Bewehrung 60 als Verbundplatte (nicht gezeigt) zu verlegen.
Figur 11 b zeigt eine Detailansicht des Vliesstoffes 63 mit der darüber angeordneten Bewehrung 60 aus Figur 11 a im Vertikalschnitt. Im Verlauf eines Hochwassers oder einer Sturmflut kann der aufgespülte Sand 19 vom Wasser abgetragen werden, so dass Vliesstoff 63 und Bewehrung 60 direkt der Bodenoberfläche 12 aufliegen. Um in einem solchen Fall ein Wegspülen zu vermeiden, weisen Vliesstoff 63 und Bewehrung 60 Befestigungsmittel 3 auf, mit denen sie auf der Bodenoberfläche 12 oder im Boden 37 befestigt sind. Als Befestigungsmittel 3 sind die gleichen Erdschrauben oder Erdspieße vorgesehen, die auch als Befestigungsmittel 3 für die elastischen Platten 2 der Vorrichtung 1 dienen.
Ein weiterer Vorteil des Vliesstoffes 63 und des Geogitters 60 ist, dass die Anordnung 63, 60 durch Personen begehbar ist.
Figur 12 zeigt eine Weiterbildung der oben beschriebenen elastischen Platte 2 als dreischichtige Verbundplatte 75, die insbesondere für den Hochwasser- und Küstenschutz verwendet wird. Mehrere derartige, an ihren Rändern miteinander verbundene Platten 75 werden zur Befestigung auf durch Hochwasser gefährdeten Sandboden im Ufer- oder Küstenbereich gelegt und dann mit Sand bedeckt.
Die elastische Platte 75 ist als Verbundplatte aus drei Schichten aufgebaut. Die oberste Halteschicht 70 besteht aus Gummi und ist gelb oder sandfarben eingefärbt. Sie ist dadurch farblich der Umgebung angepasst. Die Platte 75 weist zahlreiche kleinere, kreisförmige Vertiefungen 71 auf. Die Vertiefungen 71 können Sand oder anderes Bodenmaterial (nicht gezeigt) aufnehmen und so festhalten. Hierdurch wird der Abtrag von Sand aufgrund des äolischen Transports verhindert oder vermindert. Als Mittelschicht 74 ist eine elastische Gummiplatte mit eingelegten (nicht dargestellten) Stahldrähten oder Gewebeeinlagen vorgesehen. Hierdurch können die Platten 75 große Druck- und Zugkräfte aufnehmen. Die Halteschicht 70 und die Mittelschicht 74 weisen durchgängige
Wasserablauföffnungen 72 auf. An der Unterseite 17 der mittleren Schicht 74 ist zusätzlich eine Vliesstoffschicht 63 aus Polyester vorgesehen. Dieses wirkt als wasserdurchlässiger Filter. Während Wasser durch die Wasserablauföffnungen 72 ungehindert fließen kann, wird mitgespülter Sand von der Vliesstoffschicht 63 zurückgehalten. Mischt man Sand mit wenig Wasser, dann bildet sich zunächst ein sehr zähes und rigides Gemisch. Erhöht man den Wasseranteil, kommt es zu einem Phasensprung und es bildet sich eine flüssige Suspension mit niedriger Viskosität aus. Die Suspension wird dann leicht weggespült und kann keine Schutzfunktion an einer gefährdeten Küste erfüllen. Durch die Filterfunktion der dreischichtigen Platte 75 läuft das Wasser durch die Schichten 70, 74 hindurch in den Boden ab wird so vom Sand abgetrennt. Die Bildung einer niedrigviskosen Suspension wird so vermieden. Hierdurch erfolgt eine weitere Schutzfunktion der Vorrichtung 1 , indem der Sandabtrag verringert wird.
Die beschriebenen elastische Platten 75 können als Bestandteil der Vorrichtung 1 durch Vulkanisierung, Verklebung oder mittels Verbindungselementen (nicht gezeigt) miteinander verbunden sein. Es ist dabei auch möglich, einschichtige Platten 2 mit mehrschichtigen Platten 75 zu kombinieren (siehe Figur 3) oder die Platten 75 für andere Schutzvorrichtungen einzusetzen.
Figur 13a zeigt eine Gesamtansicht einer Vorrichtung 1 mit einschichtigen elastischen Platten 2 und dreischichtigen elastischen Platten 75 nach Figur 1 im Vertikalschnitt. Die Platten 2, 75 sind mittels (nicht gezeigten) Verbindungselementen wasserdicht miteinander verbunden. Die Vorrichtung 1 ist vollständig von aufgespültem Sand 19 bedeckt. Sie weist eine oder mehrere elastische Platten 2, 75 aus Kautschuk bzw. Hartgummi auf, welche miteinander verbunden und mittels Erdschrauben 3 im Boden 37 verankert sind. Die Bodenoberfläche 12 befindet sich teilweise unter der Wasseroberfläche 10, teilweise darüber. Hinter dem Wasser ist eine sanddünenartige Formation dargestellt, deren Böschungsneigung 12 steil ansteigt und schließlich eine Kante 13 erreicht. Bei Hochwasser oder einer Sturmflut kann der Wasserspiegel 10 ansteigen und den mit der Ziffer 11 bezeichneten Stand erreichen.
Im Bereich der Böschung weisen die elastischen Platten 2 eine große Neigung zur Horizontalen auf. In diesem Bereich sind sie einschichtig ausgebildet, d.h. in diesem Bereich ist die Vorrichtung 1 sowohl sand- als auch wasserundurchlässig. Im Bereich des aufgespülten Sandes 19 liegen dreischichtige elastische Platten 75. Diese weisen eine nur geringe Neigung auf und sind nahezu horizontal in der Sandaufspülung 19 angeordnet. Die Platten 75 sind durch die durchgehenden Wasserablauföffnungen 72 für Wasser durchlässig, während Sand von der unteren Schicht aus Vliesstoff 63 zurückgehalten wird. In diesem Bereich ist die Vorrichtung 1 also wasserdurchlässig aber sandundurchlässig.
Der Vliesstoff 63 weist ebenfalls eine hohe mechanische Belastbarkeit, insbesondere Zugfestigkeit auf. Da auch die beiden anderen Schichten 70, 74 der elastischen Platten 75 eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit aufweisen, ist die Vorrichtung 1 sowohl begehbar als auch befahrbar.
Figur 13b zeigt eine Detailansicht A der elastischen Platte 75 nach Figur 13a im Vertikalschnitt.
Figur 14 zeigt eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung mit einem Betonelement 73 im Vertikalschnitt. Es der Verlauf der Bodenoberfläche 12 und der Wasseroberfläche 10 einer Sanddünenformation dargestellt, wie sie sich nach einer Sturmflut zeigt. Die Bodenoberfläche 12 befindet sich teilweise unter der Wasseroberfläche 10, teilweise darüber. Die Vorrichtung 1 mit den elastischen Platten 2, 75 liegt zum Teil direkt auf der Bodenoberfläche 12 auf. In den der Wasserseite 10 zugewandten Endbereichen sowie den seitlichen Endbereichen (nicht gezeigt) der Vorrichtung 1 ist an den entsprechenden elastischen Platten 75 als Gewicht ein Betonelement 73 befestigt. Das Betonelement 73 zieht die elastischen Platten 75 nach unten, die dadurch tiefer im Boden 37 liegen als die Platten zur Landseite hin. Hierdurch ergibt sich ein im Vertikalschnitt nach unten gekrümmter Verlauf der Platten 75, die eine besonders günstige hydrodynamische Form ausbilden, welche als Auflauffläche für Wellen dient. Die Kraft der Wellen wird so aufgenommen und nach oben geführt. Die Wahrscheinlichkeit einer Unterspülung der Vorrichtung 1 wird dadurch geringer.
Sollte die Bodenoberfläche 12 durch eine Sturmfluteinwirkung doch die Unterkante des Betonelements 73 erreichen und dieses unterspülen, so wird sich das Betonelement 73 nach unten bewegen und dabei die elastischen Platten 75 mit sich in Richtung Boden 73 ziehen. Dadurch wird der Schutz bis zu dem dann tiefer liegenden Meeresboden 12 wiederhergestellt. Das Betonelement 73 kann auch mit der in Figur 13a gezeigten Vorrichtung 1 kombiniert werden.
Die Figur 15 zeigt eine schematische Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der der Vorrichtung 1 mit einschichtigen elastischen Platten 2 und mehrschichtigen elastischen Platten 75 im Vertikalschnitt. Die elastischen Platten bestehen 2, 75 bestehen aus Kautschuk bzw. Hartgummi und sind miteinander verbunden. Zur Befestigung sind sie mittels Erdschrauben 3 im Boden 37 verankert. Die Sandoberfläche 12 befindet sich teilweise unter der Wasseroberfläche 10, teilweise darüber. Hinter dem Wasser 103 ist eine sanddünenartige Formation 106 dargestellt. Im Bereich einer Böschung der sanddünenartigen Formation 106 weisen die elastischen Platten 2 eine große Neigung zur Horizontalen auf. In diesem Bereich sind sie einschichtig ausgebildet, d.h. in diesem Bereich ist die Vorrichtung 1 sowohl sand- als auch wasserundurchlässig. Dabei liegen die Platten 2 dicht unter der Sandoberfläche 12. Hinter dem Bereich der Böschung vergrößert sich der Abstand zwischen Platten 75 und der Sandoberfläche 12. Hierdurch bilden die Platten 75 eine Vertiefung bzw. eine nach oben offene, wannenartige Vertiefung 100. Der so entstandene Hohlraum ist mit vorgespültem Sand 19 gefüllt. Der Sand wird wie bei einer Sandvorspülung eingeleitet, wobei die Oberfläche 12 des eingebrachten Sandes oberhalb des normalen Wasserspiegels 10 liegt. Hierdurch entsteht eine ebene, nahezu horizontale Fläche 12. Das Wasser 103 hat bei einer Sturmflut oder Hochwasser keinen Angriffspunkt, um den Sand 18 abzutragen. So wird zuverlässig verhindert, dass der Sand 19 fortgespült wird. Außerdem wird der Sand 19 von den Wänden 101 , 104 der wannenartigen Vertiefung 100 festgehalten. Die Wände 101 ,104 werden durch Falten der elastischen Platten gebildet, wodurch keine zusätzlichen Bauelemente benötigt werden.
Im Bereich der wannenartigen Vertiefung 100 sind dreischichtige Verbundplatten 75 vorgesehen, wie sie in der Figur 12 gezeigt ist. Die Lochplatten 75 sind durch durchgehende Wasserablauföffnungen (siehe Figur 12) für Wasser durchlässig, während Sand von einer Schicht aus Vliesstoff (siehe Figur 12) zurückgehalten wird, wodurch die Vorrichtung 1 wasserdurchlässig aber sandundurchlässig ist. Hierdurch fließt Wasser sofort durch die Wasserablauföffnungen ab und es bildet sich keine Wasser/Sand-Suspension, die eine niedrige Viskosität hat und deshalb leicht fortgespült bzw. abgetragen werden kann.
Die Platten 2, 75 sind durch zahlreiche Erdschrauben 3 im Sand 37 verankert. Im Bereich der wannenartigen Vertiefung 100 werden die Erdschrauben 3 nicht unbedingt benötigt, da die Platten 75 hier durch den aufgespülten Sand 19 befestigt werden.
In den der Wasserseite 103 zugewandten Endbereichen der Vorrichtung 1 sind in fortlaufenden Abständen an den entsprechenden elastischen Platten 2, 75 Betonelemente 73 als Gewicht befestigt. Ebenfalls sind an den seitlichen
Endbereichen Betonelemente 73 befestigt (siehe Figur 14). Die Funktion dieser Betonelemente 73 ist oben ausführlich beschrieben.
Figur 16a zeigt eine schematische Draufsicht der wannenartigen Vertiefung 100, die zahlreiche, miteinander verbundenen Platten 75 aufweist. Es ist eine Wasserlinie 105, also der Übergangsbereich zwischen Wasser 103 und Sand 37 dargestellt. Die wannenartige Vertiefung 100 hat eine etwa rechteckige Form mit vier Seitenwänden 101 ,104, die durch Faltung der Platten 75 gebildet werden. Die wannenartige Vertiefung 100 ist so angeordnet, dass sie einen ausreichenden Abstand von der Wasserlinie 105 und von der Dünenformation 106 aufweist, damit bei Hochwasser oder einer Sturmflut das auflaufende oder ablaufende Wasser eine möglichst geringe vertikale Strömungsgeschwindigkeit hat.
Die wannenartige Vertiefung 100 weist an ihrem Boden Erhebungen 102 auf, die ebenfalls durch Faltung der Platten 75 gebildet werden. Die Erhebungen 102 erstrecken sich von der dem Wasser 103 zugewandten Wand 104 in Richtung zur Landseite hin. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Wirkung, wie sie im Prinzip auch von Buhnen erreicht werden soll, nämlich einen Sandabtrag durch Querströmungen zu verhindern. Die erfindungsgemäßen Erhebungen102 sind aber wirksamer, da sie sich vollständig innerhalb der Wanne 100 befinden und im Sand befinden, also nicht direkt von Wasser umspült werden. Es ist hervorzuheben, dass die Darstellung nur der Anschaulichkeit dient, da die wannenartige Vertiefung 100 vollständig von vorgespültem Sand 19 (siehe Figur 16b) bedeckt und somit nicht sichtbar ist. Außerdem sind die Dimensionen der wannenartigen Vertiefung 100 und der Erhebungen 102 sowie deren Abstände zueinander nicht maßstabsgetreu abgebildet.
Figur 16b zeigt eine schematische Ansicht der wannenartigen Vertiefung 100 aus Figur 16a im Vertikalschnitt. Es ist erkennbar, die Erhebungen 102 durch Auffaltung der elastischen Platten 75 gebildet werden, wodurch keine zusätzlichen Bauelemente benötigt werden und ein kostengünstiger Aufbau der Vorrichtung 1 möglich ist. Die Bereiche zwischen den Erhebungen 102 und oberhalb der Erhebungen 102 sind mit vorgespültem Sand 19 aufgefüllt.
Figur 17 zeigt eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einem erfindungsgemäßen Zementspülanker 207 im Vertikalschnitt. Der Zementspülanker 207 besteht aus einem Edelstahlrohr 208 mit kronenähnlichen Zähnen 216 am unteren Ende. Im oberen Bereich ist eine Rohrplatte 209 aus
Edelstahl mit einem Loch 210 angeschweißt. Außerdem weist das Rohr im oberen Bereich ein Innengewinde 212 auf.
Zum Einbau wird der Zementspülanker 207 senkrecht auf die Strand- bzw. Bodenoberfläche 12 aufgesetzt. Dann wird eine Zementsuspension 212 durch die Rohröffnung 211 nach unten gepumpt. Aufgrund der Spülwirkung der
Zementsuspension 212 lässt sich der Zementspülanker 207 leicht in den Boden 37 einspülen, bis die Rohrplatte 209 auf der Bodenoberfläche 12 aufliegt. Nach der Aushärtung des Zementes bildet sich ein Formschluss zwischen dem Zementspülanker 207 und dem Boden 37. Hierdurch kann der Zementspülanker 207 auch in Sand fest verankert werden. Dann werden die miteinander verbundenen elastischen Gummiplatten 2 auf der Bodenoberfläche 12 verlegt. Diese weisen eine Öffnung 8 auf. Durch diese Öffnung 8 der elastischen Gummiplatten 2 wird die Verschlussschraube 213 geführt und durch das Loch 210 und die Rohröffnung 211 in das Innengewinde 212 eingeschraubt, wodurch eine elastische Gummiplatte 2 jeweils zwischen der Rohrplatte 209 und der Kopfplatte 214 der Verschlussschraube 213 eingeklemmt wird. Hierdurch werden die elastischen Gummiplatten 2 sicher auf der Bodenoberfläche 12 gehalten.
Figur 18 zeigt eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit einer Strandmauer 300 im Vertikalschnitt. Die Figur zeigt, wie küstennahe Bauwerke oder Gebäude geschützt werden können, im gezeigten Fall eine Strandmauer 300. Hierzu werden die elastischen Platten 75 direkt mit der Strandmauer 300 mittels eines geeigneten Verbindungsmittels (nicht gezeigt) verbunden. Zur Anwendung kommen hier die mehrschichtigen, wasserdurchlässigen und sandundurchlässigen elastischen Platten 75. Die elastischen Platten 75 sind unterhalb der Sandoberfläche 20 und teilweise unter der Wasseroberfläche 10 angeordnet. An den dem Wasser zugewandten Endbereichen der mittels mechanischer Verbindung miteinander verbundenen Platten 75 sind Betonelemente 73 befestigt, die die elastischen Platten 75 in diesen Bereichen nach unten ziehen und so die von den Meereswellen erzeugte Druckwellen besser aufnehmen können.
Figur 19 zeigt eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 als Kolkschutz mit einem Monopile 301 im Vertikalschnitt. Derartige Monopile 301 sind in den Meeresboden 37 gerammte Betonpfeiler und werden beispielsweise als Träger für Windkraftanlagen oder Bohrtürme verwendet. Aufgrund von Wasserströmungen kommt es in der Nähe von Monopilen 301 oder anderen Offshore-Bauwerken zur Verkolkung 302, d.h. im Bereich des Bauwerks 301 wird der Sand fortgespült und es bildet sich ein Kolktrichter aus. Durch die Vorrichtung 1 , die bei der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen aus den miteinander verbundenen elastischen Platten 2 und Betonelementen 73 an den Rändern bzw. Endbereichen der elastischen Platten 2 besteht, kann der Monopile 301 effektiv vor Verkolkung geschützt werden. Mit der Bezugsziffer 302 ist dargestellt, dass die Sandoberfläche 20 im Bereich des Monopiles 301 oberflächlich fortgespült wurde, aber eine weitere Fortspülung durch die dem Monopile 301 anliegenden elastischen Platten 2 verhindert wurde. Die Betonelemente 73 ziehen die Platten 2 nach unten und sorgen so für eine hydrodynamisch günstige Form der Vorrichtung 1. Sie dienen außerdem als Befestigungselement, so dass, wenn der Kolkschutz eine bestimmte Größe nicht überschreitet,situationsgebunden auf Erdschrauben oder andere oben beschriebene Befestigungsmittel verzichtet werden kann. Die elastischen Platten 2 können sowohl einschichtig und wasserundurchlässig als auch mehrschichtige Platten 75 (siehe Figur 12) sein, die wasserdurchlässig sind, aber Sand zurückhalten.
Die in der Figur 19 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist nicht auf die dargestellte Verwendung an Monopiles 301 beschränkt, sondern kann in der gezeigten Weise für alle Arten von Offshore-Bauwerken oder für Fundamente von Offshore-Bauwerken Unterwasserbauwerken verwendet werden.
Figur 20 zeigt eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 ohne Sandbelag im Vertikalschnitt. Die Bodenoberfläche 12 befindet sich unter der Wasseroberfläche 10. Als elastische Platten sind mehrschichtige, wasserdurchlässige aber sandundurchlässige Platten 75 (siehe Figur 12) vorgesehen. Diese sind miteinander verbunden (nicht gezeigt) und liegen direkt auf der leicht schrägen Bodenoberfläche 12 auf und sind nicht mit Sand bedeckt. Gleichwohl ist dieses aber ebenso möglich. Aufgrund ihrer Stabilität und Flexibilität sind die Platten 75 dennoch begehbar und befahrbar. Die Platten sind mittels Erdspießen 3 im Boden 37 befestigt. In den der Wasserseite 10 zugewandten Endbereichen sowie den seitlichen Endbereichen (nicht gezeigt) der elastischen Platten 75 sind an den entsprechenden elastischen Platten 75 als Gewicht mehrere Betonelemente 73 befestigt, die die elastischen Platten 75 nach unten ziehen. Hierdurch ergibt sich ein nach unten gekrümmter Verlauf der Platten 75, die so eine besonders günstige hydrodynamische Form ausbilden, welche als Auflauffläche für Wellen dient.
Es ist weiterhin eine Düne mit einer Böschung 24 aus Sand und eine Abbruchkante 13 mit sich daran anschließender Sandoberfläche 20 dargestellt. Der Bereich der Böschung 24 ist mittels wasserundurchlässiger, einschichtiger, elastischer Platten 2 geschützt. Diese wasserundurchlässigen elastischen Platten 2 erstrecken sich bis tief in den Boden 37. Wenn die Wasseroberfläche 10 bei einer Flut ansteigt, bedeckt es die Oberfläche der wasserdurchlässigen Platten 75. Das Wasser kann dann vorteilhafterweise durch die Platten 75 hindurch in den Boden 37 abfließen. Der Bereich der wasserundurchlässigen elastischen Platten 2, der sich in den Boden 37 erstreckt, verhindert dann, dass das Wasser im Bereich der Düne hinter der Platte 2, zu hoch aufsteigt und dort Verkolkung bei elastischer Bewegung der Platte 2, unter Wellenbelastung stattfindet. Die Düne 13, 20, 24 wird dadurch zusätzlich geschützt. Die wasserundurchlässigen elastischen Platten 2 sind durch Vulkanisierung wasserdicht miteinander verbunden (nicht gezeigt). Die Bereiche mit den wasserdurchlässigen Platten 75 und die Bereiche mit den wasserundurchlässigen Platten 2 sind durch Gummielemente 76 miteinander verbunden.
Figur 21 zeigt eine Gesamtansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit Betonbalken im Vertikalschnitt. Hierbei sind Versteifungselemente 303 vorgesehen, die gleichzeitig als Befestigungselemente 3 dienen können. Statt Betonbalken eignen sich auch Metallprofile. Ein Bereich aus elastischen, wasserundurchlässigen Platten 75 ist dabei an seinem
Randbereich mit den Betonbalken 3 fest verbunden und wird so am oder im Boden 37 fixiert. Erdanker oder Erdspieße können deshalb entfallen, sie können aber auch als zusätzliches Befestigungsmittel eingesetzt werden. Bei der gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 1 weist der Bereich der elastischen Platten 75 zwischen zwei Betonbalken 3 eine Krümmung auf. Durch diese
Krümmung ergibt sich eine statisch besonders stabile Struktur, die auch starken, nach oben gerichteten Sogkräften widersteht. Deshalb können auch elastische Platten ohne Einlagen oder Armierungen verwendet werden.
Bezugszeichenliste
1. Schutzvorrichtung
2. Elastische Platten
3. Befestigungselement
4. Unterlegscheibe
5. Stützglieder
6. Bodenplatten
7. Ankerelemente
8. Öffnung
9. Kopf
10. Wasseroberfläche
11. Hochwasseroberfläche
12. Bodenoberfläche
13. Abbruchkante
14. Textileinlage
15. Gewinde
16. Vorderseite
17. Unterseite
18. Auflageelement
19. Sandaufspülung
20. Sandoberfläche
21. Spundwand
22. Fundament
23. Angesetzte Spundwand
24. Böschung
30. Vorspannelement
31. Schutzkappe
32. Schraubenfeder
33. Zugfeder
34. Auflagefläche
35. Verschlussschraube
36. Schutzhülse
37. Boden
38. Verklebung
39. Federhülse
40. Grundplatte
41. Grundplattenöffnung
42. Ablauföffnung
43. Unteres Federende
44. Oberes Federende
45. Wand
46. Basis
47. Hohlraum
48. Rohr
50. Scheibe
52. Innenplatte
58. Innenöffnung
60. Bewehrung
61. Gitterverbindung 63. Vliesstoff
70. Halteschicht
71. Vertiefungen
72. Wasserablauföffnungen
73. Betonelement
74. Mittlere Schicht
75. Dreischichtige Verbundplatte
76. Gummielement
100 Wanne
101 Seitenwand
102 Erhebung
103 Wasser
104 Seitenwand
105 Wasserlinie
106 Dünenformation
207 Zementspülanker
208 Rohr
209 Rohrplatte
210 Loch
211 Rohröffnung
212 Innengewinde
213 Verschlussschraube
214 Kopfplatte
215 Zement
216 Bohrkrone
300 Strandmauer
301 Monopile
302 Verkolkung
303 Versteifung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1 ) für den Hochwasser-, Küsten- oder Kolkschutz, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine oder mehrere elastische Platten (2, 75) sowie Befestig ungsmittel (3) zur Fixierung der Platten an den zu schützenden Stellen (12) aufweist.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2, 75) aus Gummi bestehen und vorzugsweise eine Dicke von etwa 2 cm aufweisen.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2, 75) wasserdicht mittels Vulkanisierung oder mechanisch mittels Verbindungsmitteln miteinander verbunden sind.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2, 75) eine oder mehrere Einlagen (14), insbesondere aus textilem Gewebe, oder eine Armierung aus Stahlstäben, Stahldrähten oder Stahlseilen aufweisen.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die elastischen Platten (2, 75) Versteifungselemente (303) vorgesehen sind, um eine Verformung der Platten (2, 75) durch Sogkräfte zu vermeiden.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel Erdschrauben (3), Erdspieße oder Zementspülanker (207) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Zementspülanker (207) ein Rohr (208) mit einer an seinem oberen Ende angeordneten Rohrplatte (209) mit einem Loch (210) für die Rohröffnung (211 ), einem oberen Innengewinde (212) und einer Verschlussschraube (213) mit einer Kopfplatte (214) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden seitlichen Enden der Vorrichtung (1 ) jeweils eine gegenüber den Platten (2, 75) abgewinkelte Spundwand (21 ) vorgesehen ist, um sich vom Wasser weg in Richtung zur Landseite hin zu erstrecken und so ein Hinterspülen verhindern.
9. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere im Wesentlichen waagrecht angeordnete mit der Vorrichtung verbundene Bodenplatten (6) vorgesehen sind, welche vorzugsweise Stützglieder (5) aufweisen, die einen tragenden Rahmen für die elastischen Platten (2, 75) bilden.
10.Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatten (6) Ankerelemente (7) zur Befestigung im Boden aufweisen.
11.Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2, 75) entlang ihrer unteren Kante verlaufende Auflageelemente (18) aufweisen, welche vorzugsweise als im vertikalen Querschnitt etwa T-förmige Profile ausgebildet ist.
12. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2, 75) an ihrer Oberseite Vertiefungen (71 ) und/oder Erhebungen aufweisen, um Sand (19) oder anderes Bodenmaterial (37) festzuhalten.
13. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (75) Wasserablauföffnungen (72) und/oder eine wasserdurchlässige, sandundurchlässige Filterschicht, insbesondere eine Vliesstoffschicht (63), aufweisen.
14. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) an einem Endbereich der miteinander verbundenen elastischen Platten (2, 75) mindestens ein Gewichtselement (73), vorzugsweise aus Beton, aufweist, um in dem Endbereich die elastischen Platten (2) nach unten zu ziehen oder zu drücken.
15. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verbundenen Platten (2, 75) mindestens eine nach oben offene, wannenartige Vertiefung (100) bilden, die mit Sand und/oder anderem Material gefüllt ist und die Wände (101 ) der wannenartigen Vertiefung (100) vorzugsweise als Faltung der elastischen Platten (2) ausgebildet sind.
16. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die wannenartige Vertiefung (100) an ihrem Boden Erhebungen (102) aufweist, die sich von ihrer dem Wasser zugewandten Wand (103) zur Landseite hin erstrecken, um Sandabtrag durch Querströmungen zu verhindern, wobei die Erhebungen (102) vorzugsweise als Faltung der elastischen Platten (2, 75) ausgebildet sind.
17. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Endbereich der miteinander verbundenen elastischen Platten (2) eine wasserdurchlässige, sandundurchlässige Filterschicht (63), insbesondere ein Vliesstoff, vorgesehen ist, auf der vorzugsweise eine Bewehrung (60) angeordnet ist.
18. Verfahren für den Hochwasser-, Küsten- oder Kolkschutz, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 an den zu schützenden Stellen (12) fixiert wird.
19. Verwendung einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 für den Hochwasser-, Küsten- oder Kolkschutz.
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